JPH112807A

JPH112807A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH112807A
Application number: JP9157167A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kano; 満鹿野; Kenji Omote; 研次表; Mitsuo Oizumi; 満夫大泉; Tomomasa Takatsuka; 智正高塚
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶層厚のムラを低減でき、かつ反射体と透
明電極層（表示電極）との絶縁性が十分である反射型液
晶表示装置の提供。【解決手段】内蔵された凹凸面１４ａを有する反射体
１５と、該反射体１５の凹凸面１４ａ上に形成され、該
凹凸面１４ａを平坦化するオーバーコート層１７ａと、
該オーバーコート層１７ａ上に形成されたカラーフィル
タ層１６とを有し、オーバーコート層１７ａの厚みが反
射体１５の凹凸面１４ａの凹部の深さの２倍以上である
ことを特徴とする反射型液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示品位が優れ、
安定して駆動できる反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置の表示形態には、
バックライトを備えた半透過型、透過型と呼ばれるもの
と、反射型と呼ばれるものがある。反射型液晶表示装置
は、太陽光、照明光等の外光だけを利用してバックライ
ト無しで表示する液晶表示装置であり、例えば薄型で、
軽量化及び低消費電力が要求される携帯情報端末等に多
く用いられている。図６は従来一般の反射型液晶表示装
置の概略構成を示す断面図であるが、この装置は特に単
純マトリクス方式のＳＴＮ型の反射型液晶表示装置の例
である。この反射型液晶表示装置は、下部偏光板７０付
きの反射板７１の下部偏光板７０上に、反射モードＳＴ
Ｎ（Super-Twisted Nematic）方式用の液晶セル７２、
位相差板７３が積層され、さらにこの位相差板７３上に
フロント偏光板７４が積層された概略構成となってい
る。上記液晶セル７２は、下部ガラス基板７５、カラー
フィルタ層７６、下部透明電極層７８、下部配向膜７
９、この下部配向膜７９と隙間を隔てて対向配置された
上部配向膜８０、上部透明電極層８１、上部ガラス基板
８２の順に積層され、上記下部び上部の配向膜７９，８
０間にＳＴＮ液晶層８３が配設された概略構成となって
いる。上記位相差板７３は、ＳＴＮ液晶を透過する光の
位相差を補償することにより表示が青や黄色に着色する
のを防止するためのものである。かかる従来の反射型液
晶表示装置においては、フロント偏光板７４に入射した
光はこの偏光板７４によって直線偏光され、偏光された
光が液晶層８３を通過すると楕円偏光になるが、位相差
板７３を用いることで直線偏光に近づけ、それを下部偏
光板７０によって直線偏光にしている。偏光された光が
反射板７１にて反射されて液晶層８３を通過して入射の
場合と同様にしてフロント偏光板７４から出射するよう
になっている。白表示と黒表示は電圧印加によって切り
替え、白表示の場合は下部偏光板７０に入射する前の偏
光の方向と下部偏光板７０の偏光軸方向を一致させ、黒
表示の場合は直交させる。

【０００３】しかしながら図６に示した従来の反射型液
晶表示装置においては、薄型、軽量に加えて、バックラ
イト用の電源を必要としない分、消費電力が低減できる
という利点を持っているものの、高輝度のバックライト
を備えた透過型液晶表示装置に比べて明表示が若干暗く
なるという問題があった。このような問題を解決するた
めに、反射板７１と下部ガラス基板７５との間に配置さ
れた下部偏光板７０を取り除き、上部ガラス基板８２上
に配置されたフロント偏光板７４を１枚だけ用いること
により、選択電圧印加時における明表示を明るくするこ
とが考えられている。しかしながら、このような反射型
液晶表示装置においては、偏光板を単に１枚減らしただ
けであるから、明表示が明るくなるばかりか、暗表示ま
でも明るくなり、コントラストが低下するという問題が
生じる。

【０００４】そこで、本願出願人は、表示が明るく、高
コントラストである反射型液晶表示装置を実現するため
に特願平９−３６７２０号等において、下側ガラス基板
の対向面に反射体、カラーフィルタ、透明電極層及び配
向膜を順に設け、上記上側ガラス基板の対向面に透明電
極層及び配向膜を順に設けるとともに該上側ガラス基板
の外面に第１及び第二の位相差板と偏光板を順に設け、
上記上下のガラス基板の配向膜間に液晶の層を設け、さ
らに液晶の屈折率異方性Δｎと液晶の層厚ｄとの積Δｎ
ｄと、上記第１及び第２の位相差板それぞれの位相差Ｒ
₁，Ｒ₂との関係や、偏光板の偏光軸の角度や、第１及び
第２の位相差板の遅相軸の角度を特定の範囲に限定した
反射型液晶表示装置を提案している。また、このような
構成の反射型液晶表示装置に備えられる反射体として
は、視野角を大きくするために、上記下側ガラス基板表
面に微細な凹凸面を形成し、さらに該凹凸面上にＡｌ膜
やＡg膜等の金属反射膜を形成することにより、該金属
反射膜表面に反射面となる凹凸面を設けたものを用いる
ことが好ましいとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような凹
凸面を有する反射体を内蔵する液晶表示装置にあって
は、上記凹凸面の凹凸に起因して液晶層厚にムラが生じ
てしまい、表示品位が低下してしまうという問題があっ
た。また、この反射体内蔵型の液晶表示装置において
は、反射体と透明電極層の間の絶縁性が問題となり、絶
縁性が不充分であると装置を駆動する際、液晶層に十分
な電圧を印加することができず、表示に影響が出てしま
い、安定して駆動できないという問題がある。本発明
は、上記事情に鑑みてなされたもので、液晶層厚のムラ
を低減でき、かつ反射体と透明電極層（表示電極）との
絶縁性が十分である反射型液晶表示装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内蔵された凹
凸面を有する反射体と、該反射体の上記凹凸面上に形成
され、該凹凸面を平坦化するオーバーコート層と、該オ
ーバーコート層上に形成されたカラーフィルタ層とを有
し、上記オーバーコート層の厚みが上記反射体の凹凸面
の凹部の深さの２倍以上であることを特徴とする反射型
液晶表示装置を上記課題の解決手段とした。本発明に係
わる反射型液晶表示装置よれば、内蔵された反射体の凹
凸面上にオーバーコート層が形成され、該オーバーコー
ト層の厚みが上記反射体の凹凸面の凹部の深さの２倍以
上とされたことにより、反射板の凹凸面による凹凸が上
記オーバーコート層により平坦化されるため、反射体の
凹凸面の凹凸に起因して液晶層厚にムラが生じるを防止
でき、表示品位を向上させることができる。また、反射
体の凹凸面の凹部の深さの２倍以上のオーバーコート層
で反射体の凹凸面が覆われたものとなり、反射体と透明
電極層（表示電極）との間の絶縁性を高めることがで
き、装置を駆動する際、液晶層に十分な電圧を印加する
ことができるので、表示に影響が出ることがなく、安定
して駆動できる。

【０００７】上記反射体は、表面に微細な凹凸面を有す
る反射体用基材の微細な凹凸面上に金属反射膜が形成さ
れることにより、表面に反射面となる凹凸面を備えるこ
とができる。上記微細な凹凸面を有する反射体用基材と
しては、ガラス基板の表面をフッ酸処理することにより
形成されてなるもの、あるいはガラス基板上に形成され
た感光性樹脂層の表面に転写型によりランダムな凹凸面
が形成されてなるものであってもよい。上記反射体は、
凹凸面の凹凸が大き過ぎると、上記オーバーコート層に
よって反射板の凹凸面を平坦化することが困難となり、
液晶層厚にムラが生じてしまったり、また、カラーフィ
ルタ層を形成する際にカラーフィルタ層形成用のレジス
ト膜がオーバーコート層中心から放射状にムラになって
カラーフィルタ層の形成に支障を来し、一方、凹凸面の
凹凸が小さ過ぎると、得られる反射型液晶表示装置の正
反射が大きくなり、視野角の狭い表示となってしまうこ
とから、凹部の深さを０．５〜５μｍとすることが好ま
しい。本発明において凹凸面の凹部の深さとは、凸部の
頂部から凹部の底部までの距離のことをいう。さらに、
上記反射体の凹凸面は、表面粗さ（Ｒａ）を１μｍ以下
とすることがより好ましく、また、凹部の幅を４５μｍ
以下とすることがより好ましい。上記オーバーコート層
（第一のオーバーコート層）は、アクリル系の材料など
からなるものである。このようなオーバーコート層は、
スピンコートなどによる方法によって形成することがで
きる。

【０００８】上記カラーフィルタ層は、レッド、グリー
ン、ブルーの着色パターンからなるものである。カラー
フィルタ層の着色パターン配列は、レッド、グリーン、
ブルーの３原色の各画素がレッド、グリーン、ブルーの
順に交互に縦または横に並べられたストライプ型と、上
記３原色の各画素がレッド、グリーン、ブルーの順に交
互に三角状に並べられたデルタ型と、上記３原色の各画
素がレッド、グリーン、ブルーの順に交互に縦及び横に
並べられたモザイク型のうちから選択されるいずれかの
ものであり、これらの中でもストライプ型が好ましい。
上記カラーフィルタ層は、顔料を分散させたカラーフィ
ルタ層形成用レジストをオーバーコート層の表面に塗布
しパターン形成する顔料分散法や、印刷板に形成したパ
ターンをブランケットを介してオーバーコート層の表面
に転写する印刷法によって形成することができる。ま
た、上記カラーフィルタ層は、ベース透過率が５０％を
超えると（厚みが薄くなり過ぎると）液晶表示装置の色
再現性が悪くなり、一方、ベース透過率が５％未満とな
ると（厚みが厚くなり過ぎると）カラーフィルタ層の透
過率が低下し、十分な明るさを得られないことから、厚
みは０．１５μｍ〜１．２μｍとすることが好ましい。

【０００９】また、本発明の反射型液晶表示装置におい
ては、カラーフィルタ層による凹凸を平坦化し、液晶層
厚にムラが生じるのを防止する効果を向上できる点で、
上記カラーフィルタ層上に第二のオーバーコート層が形
成されていることが好ましい。第二のオーバーコート
層は、アクリル系の材料などからなるものである。この
第二のオーバーコート層の厚みは、カラーフィルタ層に
よる凹凸を平坦化するために０．５μｍ以上とすること
が好ましい。

【００１０】上記反射体の凹凸面は、ガラス基板の一方
向に沿って頂上部をほぼ同じ高さに連続させた複数の長
尺凸部と、これら長尺の凸部の間に設けられた凹部とが
上記一方向に対して直交する方向に並設されてなり、各
長尺凸部の高さと幅をランダムに形成されてなるもので
あることが好ましい。このような凹凸面を有する反射体
によれば、不要な方向からの光の反射を抑え、特定の方
向から入射した光を特定の方向を中心として効率良く反
射できる。従って、ガラス基板の一方向に沿って頂上部
をほぼ同じ高さに連続させた複数の長尺凸部と、これら
長尺の凸部の間に設けられた凹部とが上記一方向に対し
て直交する方向に並設されてなり、各長尺凸部の高さと
幅をランダムに形成されてなる凹凸面を有する反射体を
内蔵し、該反射体の凹凸面上に該凹凸面の凹部の深さの
２倍以上の厚みを有するオーバーコート層が形成され、
該オーバーコート層上にカラーフィルタ層が形成された
反射型液晶表示装置によれば、液晶層厚のムラを低減で
き、かつ反射体と透明電極層（表示電極）との絶縁性が
十分であり、さらにまた、内外からの不要な光の反射を
抑制し、必要な方向の光の反射を効率良く行うものが得
られる。

【００１１】また、上記反射体の凹凸面は、曲面断面形
状が同一Ｒ（曲率半径）でかつ同一方向に延びる多数の
ストライプ溝が連設され、かつこれら溝からの反射光に
よって干渉縞を発生させないようこれら溝幅を不規則に
変えられたものであることが好ましい。このような凹凸
面を有する反射体によれば、ストライプ溝方向に直交す
る方向から入射する光の反射方向が広範囲に亘るために
反射効率がよくなり、明るい表示面を与えることができ
る。また、この反射体は、特に隣接する上記溝の溝幅が
相互に異ならせることにより、反射方向を広範囲にさせ
ることができる。上記Ｒは１００μｍを越えるとそのス
トライプ溝が視認され、液晶表示素子の表示品位を大幅
に低下させることから１００μｍ以下が望ましい。一
方、Ｒが可視光オーダ以下の数値すなわち０．４μｍよ
り小さい場合、有効な反射特性が得られないことから、
Ｒは０．４μｍ以上とするのが望ましい。従って、曲面
断面形状が同一Ｒでかつ同一方向に延びる多数のストラ
イプ溝が連設され、かつこれら溝からの反射光によって
干渉縞を発生させないようこれらストライプ溝の溝幅が
不規則に変えられた凹凸面を有する反射体を内蔵し、該
反射体の凹凸面上に該凹凸面の凹部の深さの２倍以上の
厚みを有するオーバーコート層が形成され、該オーバー
コート層上にカラーフィルタ層が形成された反射型液晶
表示装置によれば、液晶層厚のムラを低減でき、かつ反
射体と透明電極層（表示電極）との絶縁性が十分であ
り、さらにまた、ストライプ溝方向と直交する方向から
見た表示面の視野角を広くし、且つ表示面を全体的に明
るくできる。

【００１２】また、上記反射体の凹凸面は、曲面断面
形状が同一Ｒでかつ同一方向に延びる多数のストライプ
溝が連設され、かつこれらストライプ溝が交差する方向
に形成され、これら溝からの反射光によって干渉縞を発
生させないよう上記交差するストライプ溝のそれぞれ同
一方向に延びるストライプ溝の横幅が不規則に変えられ
てなるものであることが好ましい。このような凹凸面を
有する反射体によれば、交差するストライプ溝のそれぞ
れの方向に直交する方向から入射する光の反射方向が広
範囲に亘るために、反射効率がよくなり、明るい表示面
を与えることができる。上記交差するストライプ溝の交
差方向は、直交でもよいし、また所定の角度にて交差し
ていてもよい。いずれにしても、上述の作用をもたらす
なら、その交差角度は問わない。また、この反射体は、
特に同一方向に延びるストライプ溝の隣接する溝の溝幅
を相互に異ならせたことにより、反射方向をさらに広範
囲にさせることができる。従って、曲面断面形状が同一
Ｒでかつ同一方向に延びる多数のストライプ溝が連設さ
れ、かつこれらストライプ溝が交差する方向に形成さ
れ、これら溝からの反射光によって干渉縞を発生させな
いよう上記交差するストライプ溝のそれぞれ同一方向に
延びるストライプ溝の横幅が不規則に変えられてなる凹
凸面を有する反射体を内蔵し、該反射体の凹凸面上に該
凹凸面の凹部の深さの２倍以上の厚みを有するオーバー
コート層が形成され、該オーバーコート層上にカラーフ
ィルタ層が形成された反射型液晶表示装置によれば、液
晶層厚のムラを低減でき、かつ反射体と透明電極層（表
示電極）との絶縁性が十分であり、さらにまた、交差す
るストライプ溝のそれぞれの方向と直交する方向から見
た表示面の視野角を広くし、且つ表示面を全体的に明る
くできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＳＴＮ方式の
反射型液晶表示装置の実施形態について図面を参照して
詳細に説明する。図１は、本発明に係るＳＴＮ方式の反
射型液晶表示装置の第一の実施形態を示すものである。
この第一の実施形態の反射型液晶表示装置は、例えば、
厚さ０．７ｍｍの一対の表示側ガラス基板１と背面側ガ
ラス基板２との間に液晶層３が設けられ、表示側ガラス
基板１の上面側にポリカーボネート樹脂やポリアリレー
ト樹脂などからなる第一の位相差板４ａ，第二の位相差
板４ｂが順に設けられ、さらに第二の位相差板４ｂの上
面側に偏光板５が配設されている。表示側ガラス基板１
の対向面側にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などか
らなる透明電極層（セグメント電極）８が形成され、透
明電極層８上にポリイミド樹脂などからなる配向膜１０
が設けられている。

【００１４】背面側ガラス基板２の対向面側には、フッ
酸処理により微細な凹凸部を有する凹凸面２ａが形成さ
れており、さらに凹凸面２ａ上に金属反射膜１４が形成
されている。このようにして形成された金属反射膜１４
は、上記凹凸面２ａの外形形状どうりの形状の凹凸面１
４ａが表面に備えられており、この凹凸面１４ａが反射
面となる。このように微細な凹凸面２ａが形成された背
面側ガラス基板２（微細な凹凸面を有する反射体用基
材）と、この微細な凹凸面２ａ上に形成された金属反射
膜１４とからなり、金属反射膜１４の表面に反射面であ
る凹凸面１４ａを備えてなるものを、反射体１５とい
う。

【００１５】このような反射体１５の凹凸面１４ａ上に
は該凹凸面１４ａによる凹凸を平坦化する第一のオーバ
ーコート層１７ａが形成され、さらに該第一のオーバー
コート層１７ａ上にはカラーフィルタ層１６、第二のオ
ーバーコート層１７ｂ、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化
物）などからなる透明電極層（コモン電極）９、ポリイ
ミド樹脂などからなる配向膜１１が順に設けられてい
る。これら配向膜１０，１１等の関係により液晶層３中
の液晶は、２４０度捻れた配置となっている。液晶層３
は封止体（図示略）によりガラス基板１、２間に封止さ
れている。図１中、符号４０は液晶セルである。この実
施形態での液晶セル４０は、表示側ガラス基板１と背面
側ガラス基板２と、これらガラス基板１，２の間に挟ま
れた部分から構成されている。

【００１６】背面側ガラス基板２に微細な凹凸面２ａを
形成する際のフッ酸処理条件としては、例えば５％のフ
ッ化水素酸溶液を５０゜Ｃに加熱し、水溶液中にガラス
基板を１０分間浸漬する条件である。金属反射膜１４を
なす材料としては、ＡｌまたはＡｌ合金もしくはＡｇま
たはＡｇ合金からなるものを用いることができるが、こ
の他の材料であっても反射性の優れたものであれば、適
宜用いることができるのは勿論である。このような金属
反射膜１４は、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ（化学気相蒸
着）、イオンプレーティング、無電界メッキ等の方法に
より膜厚１０００〜２０００オングストローム程度とな
るように成膜される。

【００１７】反射体１５は、凹凸面１４ａの凹凸が大き
過ぎると、後述する第一のオーバーコート層１７ａによ
って凹凸面１４ａの凹凸を平坦化することが困難とな
り、液晶層厚にムラが生じてしまったり、また、後述の
カラーフィルタ層１６を形成する際にカラーフィルタ層
形成用のレジスト膜が第一のオーバーコート層１７ａ中
心から放射状にむらになってしまい、カラーフィルタ層
の形成に支障を来し、一方、凹凸面１４ａの凹凸が小さ
過ぎると、得られる反射型液晶表示装置の正反射が大き
くなり、視野角の狭い表示となってしまうことから、凹
部の深さを０．５〜５μｍとするのが好ましく、より好
ましくは０．７〜３．０μｍである。さらに、上記反射
体１５の凹凸面１４ａは、表面粗さを１μｍ以下とする
ことがより好ましく、また、凹部の幅を４５μｍ以下と
することがより好ましい。

【００１８】上記第一のオーバーコート層１７ａは、ア
クリル系の材料などからなるものである。このような第
一のオーバーコート層１７ａは、スピンコートなどによ
る方法によって形成することができる。第一のオーバー
コート層１７ａの厚みは、反射体１４の凹凸面１４ａの
凹部の深さの２倍以上とされる。例えば、凹凸面１４ａ
の凹部の深さが０．５〜５μｍの範囲である場合の第一
のオーバーコート層１７ａの厚みは、１〜１０μｍとす
ることが好ましい。第一のオーバーコート層１７ａの厚
みが、反射体１４の凹凸面１４ａの凹部の深さの２倍未
満であると、凹凸面１４による凹凸を平坦化することが
できず、液晶層厚にムラが生じてしまい、表示品位が低
下したり、また、反射体１５と透明電極層９との間の絶
縁性が不充分で、液晶層に十分な電圧を印加することが
できず、表示に影響が出てしまい、安定して装置を駆動
できない。また、第一のオーバーコート層１７ａの厚み
が１０μｍを超えると均一に成膜するのが困難になって
しまう。

【００１９】上記カラーフィルタ層１６は、レッド（以
下、Ｒと略記する）、グリーン（以下、Ｇと略記す
る）、ブルー（以下、Ｂと略記する）の着色パターンか
らなるものである。このようなカラーフィルタ層１６の
形成方法は、顔料を分散させたカラーフィルタ層形成用
レジストを第一のオーバーコート層１７ａ表面に塗布し
パターン形成する顔料分散法や、印刷板に形成したパタ
ーンをブランケットを介して第一のオーバーコート層１
７ａの表面に転写する印刷法などの方法により形成する
ことができる。

【００２０】カラーフィルタ層１６の配列は、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３原色の各画素がＲ、Ｇ、Ｂの順に交互に縦または
横に並べられたストライプ型と、上記３原色の各画素が
Ｒ、Ｇ、Ｂの順に交互に三角状に並べられたデルタ型
と、上記３原色の各画素がＲ、Ｇ、Ｂの順に交互に縦及
び横に並べられたモザイク型のうちから選択されるいず
れかの配列のものであり、これらの中でもストライプ型
が好ましい。カラーフィルタ層１６の厚みは、０．１５
μｍ〜１．２μｍとすることが好ましい。カラーフィル
タ層１６の厚みが０．１５μｍ未満であると、液晶表示
装置の色再現性が悪くなってしまう。一方、厚みが１．
２μｍを超えると、カラーフィルタ層の透過率が低下
し、十分な明るさを得られないからである。

【００２１】第二のオーバーコート層１７ｂは、カラー
フィルタ層１６による凹凸を平坦化し、液晶層厚にムラ
が生じるのを防止する効果を向上するために設けられた
ものである。第二のオーバーコート層１７ｂをなす材料
としては、アクリル系の材料などである。この第二のオ
ーバーコート層の厚みは、カラーフィルタ層１６による
凹凸を平坦化するために０．５μｍ以上とすることが好
ましい。

【００２２】この第一の実施形態の反射型液晶表示装置
にあっては、内蔵された反射体１５の凹凸面１４ａ上に
第一のオーバーコート層１７ａが形成され、該オーバー
コート層１７ａの厚みが上記反射体１５の凹凸面１４ａ
の凹部の深さの２倍以上とされたことにより、反射板１
５の凹凸面１４ａによる凹凸が平坦化されるため、該凹
凸面１４ａの凹凸に起因して液晶層厚にムラが生じるを
防止でき、表示品位を向上させることができる。また、
反射体１５の凹凸面１４ａが該反射体１５の凹凸面１４
ａの凹部の深さの２倍以上の第一のオーバーコート層１
７ａで覆われたものとなり、反射体１５と透明電極層９
との間の絶縁性を高めることができ、液晶層３に十分な
電圧を印加することができるので、表示に影響が出るこ
とがなく、安定して装置を駆動できる。さらに、この第
一の実施形態の反射型液晶表示装置においては、カラー
フィルタ層１６上に第二のオーバーコート層１７ｂが形
成されたことにより、カラーフィルタ層１６による凹凸
が平坦化され、液晶層厚にムラが生じるのを防止する効
果を向上でき、表示品位が優れる。

【００２３】図２は、本発明に係るＳＴＮ方式の反射型
液晶表示装置の第二の実施形態を示すものである。図２
に示した第二の実施形態の反射型液晶表示装置が、図１
に示した第一の実施形態の反射型液晶表示装置と異なる
ところは、フッ酸処理が施されていない背面側ガラス基
板２上に表面に反射面である凹凸面２５ａを備えた反射
体２５が設けられ、該反射体２５の凹凸面２５ａ上に第
一のオーバーコート層１７ａを介してカラーフィルタ層
１６が形成された点である。上記反射体２５は、転写型
により表面にランダムな凹凸面１８ａが形成された感光
性樹脂層（微細な凹凸面を有する反射体用基材）１８
と、該凹凸面１８ａ上に設けられた金属反射膜１４とか
らなり、該金属反射膜１４の表面に反射面であるランダ
ムな凹凸面２５ａが形成されたものである。上記反射体
２５の凹凸面２５ａは、図３に示すように曲面断面形状
が同一Ｒ（曲率半径）でかつ同一方向に延びる多数のス
トライプ溝２６・・・が連設され、かつこれら溝２６・・・か
らの反射光によって干渉縞を発生させないようこれら溝
幅を不規則に変えられてなるものである。

【００２４】このような反射体２５は、第一の実施形態
の反射型液晶表示装置に備えられた反射体１５と同様の
理由から凹凸面２５ａの凹部（ストライプ溝）の深さが
０．５〜５μｍとされることが好ましい。さらに、上記
反射体２５の凹凸面２５ａは、表面粗さ（Ｒａ）を１μ
ｍ以下とすることがより好ましく、また、凹部の幅を４
５μｍ以下とすることがより好ましい。また、上記反射
体２５のＲは１００μｍ以下であることが好ましい。Ｒ
が１００μｍを越えるとそのストライプ溝が視認され、
液晶表示素子の表示品位を大幅に低下させてしまう。一
方、Ｒが可視光オーダ以下の数値すなわち０．４μｍよ
り小さい場合、有効な反射特性が得られないことから、
Ｒは０．４μｍ以上とするのが望ましい。

【００２５】この第二の実施形態の反射型液晶表示装置
に備えられる反射体２５は、例えば、以下に示す製造方
法により製造することができる。まず、図４（ａ）に示
すように、例えば銅合金や鉄合金などからなる表面が平
坦な平板状の母型３０の表面を、切先が例えば半径Ｒが
３０ないし１００μｍであるバイト等の研削治具３１に
よって直線状に切削しつつ、溝方向と直交する方向に送
りピッチを変えながら研削して、図４（ｂ）に示す隣接
するストライプ溝３０ａの溝幅が相互に異なる型面を持
つ母型３０を形成する。研削治具３１の研削時での送り
ピッチＰは、例えば１３μｍのＰ₁、１６μｍのＰ₂、１
７μｍのＰ₃及び１８μｍのＰ₄の４種類とし、これら４
種類の送りピッチＰを不規則に変えながら送る。例えば
送りピッチが順に１８μｍ、１３μｍ、１３μｍ、１６
μｍ、１７μｍ、１３μｍ、１３μｍ、１７μｍ、１３
μｍのユニットごとに、同一深さにて刃先がＲ３０μｍ
であるバイトを用いた切削を行う。なお、研削用の研
削治具３１の切先の形状は、円弧状の面ではなくその他
種々の曲面形状でもよいが、円弧状の面が最も治具自体
の加工がし易いことから望ましい。送りピッチも上述の
４種類の寸法に限定されるものではなく、数種類の寸法
を不規則な順序に組み合わせればよい。

【００２６】また、送りピッチを同一にして削り深さを
ストライプ溝ごとに変えてある数のストライプ溝からな
るユニットを繰り返し切削することにより、図４（ｂ）
に示す隣接するストライプ溝３０ａの溝幅が相互に異な
る型面を持つ母型３０を形成してもよい。さらにまた、
送りピッチを変えながらかつ削り深さをストライプ溝ご
とに変えてある数のストライプ溝からからなるユニット
を繰り返し切削することにより、図４（ｂ）に示す隣接
するストライプ３０ａの溝幅が相互に異なる型面を持つ
母型３０を形成してもよい。

【００２７】次に、図４（ｃ）に示すように母型３０を
箱形容器３２に収納配置し、容器３２に例えばシリコー
ンなどの樹脂材料３３を流し込んで、常温にて放置硬化
させ、この硬化した樹脂製品を容器３２から取り出して
不要な部分を切除して、図４（ｄ）に示すような母型３
０の型面をなす多数のストライプ溝３０ａと逆の凹凸形
状とした多数の逆ストライプ溝３４ａをもつ型面を有す
る転写型３４を得る。さらに図４（ｅ）に示すように、
転写型３４の型面を反射体用の樹脂材料からなる樹脂層
１８の表面に押し当てて、樹脂層１８を硬化させること
により、図４（ｆ）に示すように、表面に転写型３４の
型面を転写してなるストライプ溝３５ａ・・・を形成する
と、ストライプ溝３５ａ・・・からなる凹凸面１８ａを表
面に有する樹脂層１８が得られる。最後に、上記樹脂層
１８のストライプ溝３５ａ・・・からなる凹凸面１８ａ上
に例えば、アルミニウムをエレクトロンビーム蒸着等に
よって成膜して金属反射膜１４を形成すると、曲面断面
形状が同一Ｒ（曲率半径）でかつ同一方向に延びる多数
のストライプ溝２６・・・が連設され、かつこれら溝２６・
・・からの反射光によって干渉縞を発生させないようこれ
ら溝幅を不規則に変えられてなる凹凸面２５ａを有する
反射体２５が得られる。

【００２８】また、反射体２５は、以下に述べるような
他の製法によっても製造することができる。まず、図４
（ｄ）に示したような転写型３４を母型として用意し、
この母型３４を箱形容器に型面を上にして配置し、そこ
にエポキシ樹脂を流し込み硬化させ、この硬化した樹脂
製品を上記箱形容器から取り出して不要な部分を切除し
て中間型を得る。そしてこの中間型の表面に電鋳法によ
ってＮｉ等の金属を電着させ、電着金属をこの中間型か
ら剥離して第二の転写型を得る。この第二の転写型の裏
面に適当な補強部材を補強して、この第二の転写型の型
面を樹脂基材の表面に押し当て樹脂基材を硬化させるこ
とにより、表面に図４（ｂ）に示した母型３０のストラ
イプ溝３０ａを転写した同一形状の多数のストライプ溝
を備えた樹脂基材を得る。ついでこの樹脂基材に備えら
れたストライプ溝に上述の方法と同様の方法で金属反射
膜形成することにより、反射体２５を得ることができ
る。

【００２９】上述のような凹凸面２５ａを有する反射体
２５によれば、ストライプ溝方向に直交する方向から入
射する光の反射方向が広範囲に亘るために反射効率がよ
くなり、明るい表示面を与えることができる。また、こ
の反射体２５は、特に隣接する上記溝の溝幅が相互に異
ならせることにより、反射方向を広範囲にさせることが
できる。第二の実施形態の反射型液晶表示装置に備えら
れる第一のオーバーコート層１７ａの厚みは、上述の第
一の実施形態の反射型液晶表示装置に備えられるものと
同様の理由から反射体２５の凹凸面２５ａの凹部の深さ
の２倍以上とされる。

【００３０】第二の実施形態の反射型液晶表示装置にあ
っては、曲面断面形状が同一Ｒでかつ同一方向に延びる
多数のストライプ溝２６・・・が連設され、かつこれら溝
からの反射光によって干渉縞を発生させないようこれら
ストライプ溝２６・・・の溝幅が不規則に変えられた凹凸
面２５ａを有する反射体２５が内蔵され、該反射体２５
の凹凸面２５ａ上に該凹凸面２５ａの凹部の深さの２倍
以上の厚みを有する第一のオーバーコート層１７ａを介
してカラーフィルタ層１６が形成されたことにより、液
晶層厚のムラを低減でき、かつ反射体２５と透明電極層
９との絶縁性が十分であり、さらにまた、ストライプ溝
方向と直交する方向から見た表示面の視野角を広くし、
且つ表示面を全体的に明るくできる。また、上述の第二
の実施形態では、反射体２５の凹凸面２５ａの各ストラ
イプ溝２６が直線状のものである形態を説明したが、反
射体２５の凹凸面２５ａの各ストライプ溝２６が湾曲し
たタイプのものであってもよい。

【００３１】次に、本発明に係るＳＴＮ方式の反射型液
晶表示装置の第三の実施形態について説明する。この第
三の実施形態の反射型液晶表示装置が、第二の実施形態
の反射型液晶表示装置と異なるところは、反射体２５の
凹凸面２５ａが、図５に示すように曲面断面形状が同一
Ｒでかつ同一方向に延びる多数のストライプ溝２６・・・
（図５における縦方向溝）、２７・・・（図５における横
方向溝）が連設され、かつこれらストライプ溝２６・・・
及び２７・・・が相互に交差する方向に形成され、さらに
これら交差する溝それぞれからの反射光によって干渉縞
を発生させないよう同一方向に延びかつ隣接するストラ
イプ溝の溝幅が相互に異なるように形成されており、隣
り合う略四角錐形状の凸部の高さが異なるような形状と
されてなるものである点である。

【００３２】この第三の実施形態の反射型液晶表示装置
に備えられる反射体２５の製造方法は、母型の表面をバ
イト等の研削治具によって直線状に切削しつつ、溝方向
と直交する方向に送りピッチを変えながら研削するとと
もに、この切削方向と交差する方向にも同様に切削し
て、直交するストライプ溝のそれぞれ同一方向に延びる
隣接するストライプ溝の横幅が相互に異なる型面を持つ
母型を形成する以外は、上述の第二の実施形態の反射型
液晶表示装置に備えられた反射体２５とほぼ同様にして
製造することができる。

【００３３】第三の実施形態の反射型液晶表示装置に備
えられた反射体２５によれば、交差するストライプ溝２
６，２７のそれぞれの方向に直交する方向から入射する
光の反射方向が広範囲に亘るために、反射効率がよくな
り、明るい表示面を与えることができる。上記交差する
ストライプ溝２６，２７の交差方向は、直交でもよい
し、また所定の角度にて交差していてもよい。いずれに
しても、上述の作用をもたらすなら、その交差角度は問
わない。また、この反射体２５は、特に同一方向に延び
るストライプ溝２６・・・またはストライプ溝２７・・・の隣
接する溝の溝幅を相互に異ならせたことにより、反射方
向をさらに広範囲にさせることができる。

【００３４】第三の実施形態の反射型液晶表示装置にあ
っては、曲面断面形状が同一Ｒでかつ交差するストライ
プ溝２６・・・，２７・・・が連設され、かつこれら溝からの
反射光によって干渉縞を発生させないよう上記交差する
ストライプ溝２６・・・，２７・・・のそれぞれ同一方向に延
びるストライプ溝の横幅が不規則に変えられてなる凹凸
面２５ａを有する反射体２５が内蔵され、該反射体２５
の凹凸面２５ａ上に該凹凸面２５ａの凹部の深さの２倍
以上の厚みを有する第一のオーバーコート層１７ａを介
してカラーフィルタ層１６が形成されたことにより、液
晶層厚のムラを低減でき、かつ反射体２５と透明電極層
９との絶縁性が十分であり、さらにまた、交差するスト
ライプ溝２６・・・，２７・・・のそれぞれの方向と直交する
方向から見た表示面の視野角を広くし、且つ表示面を全
体的に明るくできる。

【００３５】なお、上述の実施形態では本発明に係る反
射型液晶表示装置をＳＴＮ方式のもので説明したが、液
晶層の液晶分子の捩れ角を９０度に設定したＴＮ（Ｔｗ
ｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式の反射型液晶表示装
置にも本発明を適用し得ることは勿論である。また、上
述の実施形態では、表示側ガラス基板の上面側に二枚の
位相差板４ａ，４ｂを設けた形態を説明したが、本発明
に係わる反射型液晶表示装置においては、一枚の位相差
板を設けたタイプのものであってもよい。また、配向膜
１０上に透明電極層８を設けた形態を示したが、本発明
に係る反射型液晶表示装置においては、配向膜１０と透
明電極層８との間に絶縁性の確保のためにシリカやＺｎ
Ｏ₂などの無機材料からなるトップコート層を設けたタ
イプのものであってもよい。また、カラーフィルタ層上
に第二のオーバーコート層を介して透明電極層が形成さ
れた形態を示したが、本発明に係わる反射型液晶表示装
置においては、第二のオーバーコート層を介さずにカラ
ーフィルタ層上に透明電極層が形成されたタイプのもの
であってもよい。また、ＢＭが形成されていないカラー
フィルタ層が備えられた形態を示したが、本発明に係る
反射型液晶表示装置においてはＲ、Ｇ、Ｂの３原色の周
りに線状のＢＭが形成されたカラーフィルタ層が備えら
れたタイプのものであってもよい。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例によ
り、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。（実験例）片面をフッ酸処理したガラス基板表面に、厚
さ１２００オングストロームのＡｌ膜をイオンプレーテ
ィング法により成膜することにより、凹凸面の凹部の最
大深さを０．５μｍ〜１０．０μｍの範囲で変更した各
種の反射体を作製した。ついで、作製した各種の反射体
をそれぞれスピンコータにセットして凹凸面上に第一の
オーバーコート形成用のオーバーコート剤（商品名；Ｓ
Ｓ６６９９Ｌ、日本合成ゴム株式会社製）を回転数７０
０〜１０００ｒｐｍ、２０秒の条件で塗布した。この
後、これら反射体をホットプレートにより８０〜１００
℃で１〜３分間保持してプリベークした後、オーブンを
用いて２３０〜２５０゜Ｃ、３０〜６０分間の条件でポ
ストベークを行って厚みの異なる第二のオーバーコート
層を形成した。

【００３７】ついで、第一のオーバーコート層が形成さ
れた反射体をそれぞれスピンコータにセットして回転数
１０００ｒｐｍ、２０秒の条件で第一のオーバーコート
層上に赤用カラーレジスト（商品名；ＣＦＰＲＲ−Ｓ
Ｔ、東京応化（株）製の感光性樹脂）を塗布した。つい
で、ホットプレートにより８０℃で１分間保持してプリ
ベークし、レジスト膜（感光性樹脂膜）を形成した後、
このレジスト膜上にフォトマスクを配置し、露光量３０
０ｍＪ／ｃｍ²の条件で露光した。この後、現像液（商
品名；ＮＡ３Ｋ、東京応化株式会社製）を用いて通常の
現像を１分間行った後、純水でリンスを１分間行い、つ
いでオーブンを用いて２００゜Ｃ、３０分間の条件でポ
ストベークを行うことにより、Ｒのパターンを形成し
た。ついで、ＧのパターンとＢのパターンについてもそ
れぞれ緑用カラーレジスト、青用カラーレジストを用い
る以外は上述のＲのパターンを形成する方法とほぼ同様
にしてＧのパターンとＢのパターンを形成することによ
り、カラーフィルタ層を形成した。ついで、第一のオー
バーコート層を介してカラーフィルタ層が形成された反
射体をそれぞれスピンコータにセットしてカラーフィル
タ層上に第二のオーバーコート形成用のオーバーコート
剤（商品名；ＳＳ６６９９Ｌ、日本合成ゴム株式会社
製）を回転数７００ｒｐｍ、１０秒の条件で塗布した。
この後、これらをホットプレートにより８０℃で１分間
保持してプリベークした後、オーブンを用いて２００゜
Ｃ、３０分間の条件でポストベークを行って厚さ５μｍ
の第二のオーバーコート層を形成した。

【００３８】ついで、これらを用いて図１と同様の各種
の液晶表示装置（サンプルＮｏ.１〜２７）を作製し
た。ここでの液晶表示装置を構成する表示側ガラス基板
としては、厚さ７ｍｍのものを用いた。上下の配向膜と
しては、ＰＳＩ−Ａ−２５０１（商品名；チッソ株式会
社製）を用い、液晶分子のツイスト角が２４０゜になる
ように上側（セグメント電極側）の配向膜の配向処理方
向（ラビング方向）を３３０゜、下側（コモン電極側）
の配向膜の配向処理方向（ラビング方向）を３０゜とし
た。ＳＴＮ液晶としてはＡＰ−４１３２ＬＢ（商品名；
チッソ株式会社製）を用いた。第一及び第二の位相差板
としては、ポリカーボネートからなるものを用い、位相
差はそれぞれ４５０ｎｍであり、光軸はそれぞれ２０〜
３０゜、９０〜１００゜であった。偏光板としては、Ｎ
ＰＦ−ＥＧ１２２５ＤＵ（商品名；日東電工株式会社
製）を用い、吸収軸は８５〜９０゜であった。また、液
晶セルの厚みは５．２μｍであった。作製した各種の液
晶表示装置（サンプルＮｏ.１〜２７）について表示特
性について調べた。ここでの表示特性は、平坦性、導通
性、表示品位により評価した。その結果を下記表１、表
２に示す。

【００３９】表１〜表２中、平坦性の欄において、○は
第一のオーバーコート層の表面に残った凹部の深さ（凸
部の頂部から凹部の底部までの距離）が０．０５μｍ未
満のもの、△は上記凹部の深さがほぼ０．０５μｍ程度
のもの、×は上記凹部の深さが０．０５μｍを超えるも
のである。また、導通性の欄において、○は反射体と透
明電極層と間の絶縁性が十分で、導通がなかったもの、
×は反射体と透明電極層との間の絶縁性が不充分で、導
通があったものである。また、表示品位の欄において、
○は液晶層厚ムラ（セルギャップムラ）等のムラがなか
ったもの、×は液晶層厚ムラ（セルギャップムラ）等の
ムラがあったものである。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】上記表１〜表２に示した結果から明らかな
ように反射板の凹凸面の凹部の深さの２倍未満の厚さを
有する第一のオーバーコート層が備えられた比較例の液
晶表示装置（サンプルＮｏ.１，２，５，６，９，１
０，１３，１４，１７，１８，２０〜２６）は、平坦
性、導通性、表示品位のうち少なくとも一つの表示特性
が不良であることがわかる。これに対して反射板の凹凸
面の凹部の深さの２倍以上の厚さを有する第一のオーバ
ーコート層が備えられた実施例の液晶表示装置（サンプ
ルＮｏ.３，４，７，８，１１，１５，１９）は、平坦
性、導通性、表示品位が全てが良好であることがわか
る。また、実施例の液晶表示装置のなかでも第一のオー
バーコート層の厚みが１０μｍになると（サンプルＮ
ｏ.１２，１６，１９）、導通性は良好であるものの表
示品位等に影響が出始めるため、第一のオーバーコート
層の厚みの上限としては１０μｍとすることが好ましい
ことが認められる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の反射型液晶
表示装置にあっては、内蔵された反射体の凹凸面上に該
凹凸面の凹部の深さの２倍以上の厚みを有するオーバー
コート層が形成され、該オーバーコート層上にカラーフ
ィルタ層が形成されたことにより、反射板の凹凸面によ
る凹凸が平坦化されるため、該凹凸面の凹凸に起因して
液晶層厚にムラが生じるを防止でき、表示品位を向上さ
せることができる。また、反射体の凹凸面が該凹凸面の
凹部の深さの２倍以上のオーバーコート層で覆われたも
のとなるので、反射体と透明電極層（表示電極）との間
の絶縁性を高めることができ、装置を駆動する際、液晶
層に十分な電圧を印加することができるので、表示に影
響が出ることがなく、安定して駆動できるという利点が
ある。また、上記カラーフィルタ層上に第二のオーバー
コート層が形成されたものにあっては、カラーフィル
タ層による凹凸が第二のオーバーコート層によって平坦
化されるので、液晶層厚にムラが生じるのを防止する効
果をより向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる反射型液晶表示装置の第一の
実施形態を示す断面図である。

【図２】本発明に係わる反射型液晶表示装置の第二の
実施形態を示す断面図である。

【図３】本発明に係わる第二の実施形態の反射型液晶
表示装置に備えられる反射体を示す斜視図である。

【図４】図３に示した反射体の製造方法を工程順に示
す断面図である。

【図５】本発明に係わる反射型液晶表示装置の第三の
実施形態に備えられる反射体を示す斜視図である。

【図６】従来の反射型液晶表示装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２・・・背面側ガラス基板、１４ａ，２５ａ・・・凹凸面、１
５，２５・・・反射体、１６・・・カラーフィルタ層、１７ａ
・・・第一のオーバーコート層、１７ｂ・・・第二のオーバー
コート層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高塚智正東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内蔵された凹凸面を有する反射体と、該
反射体の前記凹凸面上に形成され、該凹凸面を平坦化す
るオーバーコート層と、該オーバーコート層上に形成さ
れたカラーフィルタ層とを有し、前記オーバーコート層
の厚みが前記反射体の凹凸面の凹部の深さの２倍以上で
あることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】前記カラーフィルタ層上に第二のオーバ
ーコート層が形成されたことを特徴とする請求項１記載
の反射型液晶表示装置。