KR20050040742A

KR20050040742A - 반사형 표시 장치

Info

Publication number: KR20050040742A
Application number: KR1020040085788A
Authority: KR
Inventors: 후지와라사유리; 미노우라기요시
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2005-05-03
Also published as: JP4229805B2; US20050088742A1; TWI251105B; TW200528858A; US7475997B2; CN1612015A; KR100748296B1; CN1329769C; JP2005128422A

Abstract

반사형 표시장치는, 재귀성 반사층과, 재귀성 반사층의 관찰자측에 배치되고, 광학 특성이 서로 다른 제1 상태와 제2 상태와의 사이에서 상태가 전환될 수 있는 변조층을 포함한다. 재귀성 반사층은 2차원적으로 배열된 복수의 단위 구조를 갖고, 단위 구조의 배열 피치는 250㎛ 이하이다. 재귀성 반사층에 광을 입사하고, 그 반사광을 7.5도의 콘각으로 수광하는 재귀 반사율 측정 시스템을 이용하여 측정한 반사광의 강도의, 이 재귀 반사율 측정 시스템을 이용하여 측정한 유전체 미러에 의한 반사광의 강도에 대한 비율에 의해서 정의된, 재귀성 반사층의 재귀 반사율(Rr)이 45% 이상이다.

Description

반사형 표시 장치{REFLECTIVE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 재귀성 반사판을 구비한 반사형 표시 장치 및 재귀성 반사판의 평가 방법에 관한 것이다.

재귀성 반사판을 구비한 반사형 액정 표시 장치의 다양한 구성이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특개2002-107519호 공보, 일본 특허 제3216584호, 및 일본 특개2002-287134호 공보 참조). 이러한 반사형 액정 표시 장치 각각은 편광판을 이용하지 않으므로, 보다 밝은 표시를 행할 수 있고, 또한, 콘트라스트비가 보다 높은 표시를 실현할 수 있는 가능성이 있기 때문에 기대되고 있다. 여기서, "재귀성 반사판"이란, 2차원적으로 배열된 미세한 단위 구조를 갖고, 입사된 광을 복수의 반사면에서 반사함으로써 입사 방향에 관계 없이 광을 원래의 방향으로 반사시키는 소자를 말한다.

일본 특개2002-107519호 공보에 개시된 바와 같이, 재귀성 반사판을 구비한 반사형 표시 장치의 구성예를 도 19에 도시한다.

도 19의 반사형 표시 장치(9)는, 2매의 기판(6, 7) 사이에, 전극(4), 배향막(2), 액정층(1), 또 다른 배향막(3), 또 다른 전극(5) 및 재귀성 반사판(8)을 관찰자측으로부터 이 순서대로 적층되어 있다. 액정층(1)은 입사광을 투과시키는 투과 상태와, 입사광을 산란시키는 산란 상태를 전환할 수 있는 산란형 액정 재료로 형성되어 있다.

이하, 반사형 표시 장치(9)의 표시 원리를 설명한다.

우선, 액정층(1)이 투과 상태일 때, 관측자의 눈의 근방으로부터의 입사광(10)은 기판(6) 및 액정층(1)에 의해 굴절 작용을 받으면서, 이들을 투과하여 재귀성 반사판(8)에 입사된 후, 재귀성 반사판(8)에 의해 반사광(11)으로서 다시 재귀 반사된다. 반사광(11)은 다시 마찬가지의 굴절 작용을 받으면서 되돌아가 관측자의 눈의 근방에 도달한다. 한편, 관찰자의 눈의 근방 이외의 방향으로부터 입사하는 광은 재귀성 반사판(8)에 의해서 재귀 반사되므로, 각각 입사된 방향과 동일한 방향으로 되돌아가므로, 관측자의 눈의 근방에는 도달하지 않는다. 이와 같이 관찰자의 눈의 근방으로부터의 입사광(10)만이 관찰자에게 관찰되므로, 흑 표시 모드가 실현된다. 다음으로, 액정층(1)이 산란 상태일 때, 액정층(1)에 입사하는 광은 액정층(1)으로 후방 산란 또는 전방 산란되거나, 또는 액정층(1)을 투과한다. 후방 산란된 광은 관찰 방향으로 되돌아가므로, 백 표시 모드에 기여한다. 한편, 액정층(1)에 의해 전방 산란된 광 및 액정층(1)을 투과한 광은 재귀성 반사판(8)으로 재귀 반사된 후, 다시 산란 상태의 액정층(1)에 입사하여, 액정층(1)의 산란 작용을 받는다. 그 때문에, 재귀성 반사판(8)에 의해 재귀 반사된 광 중 대부분은 관찰자에게 되돌아가므로, 백 표시 모드에 이용된다. 이와 같이 액정층(1)에 의해서 후방 산란되는 광만이 아니고, 액정층(1)을 투과하는 광이나 액정층(1)에 의해서 전방 산란되는 광도 표시 목적으로 이용할 수 있기 때문에, 높은 명도의 표시가 얻어진다.

반사형 표시 장치(9)를 상기 원리와 같이 동작시키기 위해서는, 재귀성 반사판(8)의 단위 구조의 배열 피치가 적어도 화소 피치와 대략 동일하거나, 또는 화소 피치 이하인 것이 필요하다. 단위 구조의 배열 피치가 화소 피치보다 크면, 임의의 화소의 액정층(1)을 통과한 입사광(10)이 재귀 반사되고, 다른 화소의 액정층(1)으로부터 출사하게 되어, 정상적인 표시를 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 예를 들면, 재귀성 반사판(8)에 도달하기 전에 적의 컬러 필터를 통과한 입사 광이 녹이나 청의 컬러 필터를 통하여 출사되어, 혼색이 발생될 가능성이 있다.

그런데, 반사형 표시 장치(9)의 표시 특성은, 재귀성 반사판(8)의 재귀 반사 특성에 크게 의존하고 있다. 특히, 흑 표시 모드의 밝기는 재귀성 반사판(8)의 재귀 반사율에 의해서 거의 결정되는 경우가 많다. 즉, 재귀성 반사판(8)의 재귀 반사 특성이 높을수록, 흑 표시 모드의 밝기(또는, 휘도)에 대한 백 표시 모드의 밝기(휘도)의 비율(즉, 콘트라스트비)이 커져, 고품질의 표시를 행할 수 있다.

따라서, 반사형 표시 장치(9)와 같은 재귀성 반사판을 구비한 반사형 표시 장치에서는, 높은 표시 특성을 얻기 위해서는, 재귀성 반사판(8)으로서, 단위 구조의 배열 피치가 충분히 작고, 또한 높은 재귀 반사 특성을 갖는 반사판을 이용할 필요가 있다.

재귀성 반사판(8)으로서 기능할 수 있는 반사판에는, 예를 들면 구형의 비즈를 깔아 채운(densely packing) 구조의 반사판이나, 코너 큐브 등의 단위 구조를 규칙적으로 배열한 구조의 반사판이 있다. 이들 반사판 중, 일반적으로는 코너 큐브를 배열한 반사판(코너 큐브 반사기)이 가장 높은 재귀성 반사 특성을 갖는다고 생각되고 있다. 비즈를 깔아 채운 구조의 반사판에서는 비즈를 일면에 깔아 채웠을 때에, 가령 가장 밀하게 충전했다고 해도 인접하는 비즈 사이에 반드시 간극이 발생하며, 이러한 간극은 재귀 반사에 기여하지 않는다. 예를 들면, 동일한 직경을 갖는 비즈를 2차원적으로 최밀 충전한 반사판에서는, 전체 표면 중 재귀 반사에 기여하지 않는 부분(간극 부분)의 비율은, 단위 면적당 10%보다 약간 작게(예를 들면, 9.3%) 평가된다. 마찬가지로, "코너 큐브 반사기"라고 불리는 재귀성 반사판 중에서, 삼각뿔형의 오목부를 배열한 구조의 반사판에서는, 전체 표면 중 재귀성에 기여하지 않는 부분의 비율은, 예를 들면 단위 면적당 30% 정도로 평가된다. 이와 같이 비즈를 깔아 채운 구조의 반사판이나 삼각뿔형의 오목부를 배열한 구조의 반사판에서는, 반사판 전체에 있어서의 재귀 반사에 기여하지 않는 부분의 비율이 크기 때문에, 높은 재귀 반사율이 얻어지기 어렵다. 한편, 다양한 코너 큐브 반사기 중 스퀘어 코너 큐브 반사기(즉, 상호 직교하는 3개의 면을 갖고, 또한 "스퀘어 큐브 코너"라 불리는 복수의 단위 구조를 규칙적으로 배열한 스퀘어 코너 큐브 어레이를 구비한 반사기)에서는, 재귀 반사에 기여하지 않는 부분의 비율은 이론적으로는 평면에서 제로로 평가된다. 따라서, 그러한 스퀘어 코너 큐브 반사기는 충분한 재귀 반사 특성을 갖는 것을 기대할 수 있다. 또, 본 명세서에서는 "코너 큐브"나 "스퀘어 큐브 코너"는 개략의 코너 큐브 형상 또는 개략의 스퀘어 코너 큐브 형상을 갖는 구조를 포함하는 것으로 한다. 구체적으로는, 스퀘어 큐브 코너는 적어도 3조의 볼록한 선과 오목한 선을 갖는 구조이다.

이상의 점으로부터, 재귀성 반사판(8)으로서 스퀘어 코너 큐브 반사기를 이용하면, 이론적으로는 높은 재귀 반사 특성이 얻어지므로, 고품질의 표시를 실현할 수 있는 가능성이 있다.

그러나, 미소한 배열 피치(예를 들면, 250㎛ 이하)를 갖는 스퀘어 코너 큐브 반사기를 제조하는 것 자체가 매우 곤란하다. 전술한 인용예(즉, 일본 특개2002-107519호 공보, 일본 특허 제3216584호, 및 일본 특개2002-287134호 공보)에는 그와 같은 배열 피치의 스퀘어 코너 큐브 반사기를 제조하기 위한 구체적인 방법은 기재되어 있지 않다. 또한, 플레이트법, 핀 결속법 등과 같은 기계적으로 스퀘어 코너 큐브를 형성하는 종래 방법은, 미소한 배열 피치를 갖는 스퀘어 코너 큐브 반사기의 제조에는 적합하지 않다.

이에 대하여, 일본 특개평7-205322호 공보에는 광화학적인 방법을 이용하여 스퀘어 코너 큐브 어레이를 제작하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법에서는 복수의 정삼각형의 투과 영역을 갖는 마스크를 이용하여 포토레지스트의 패터닝을 행하지만, 마스크의 각 투과 영역의 투과율은 투과 영역의 중심부로부터 주변부를 향하여 점차 감소하고 있다. 이 마스크를 이용하여 노광 및 현상을 행함으로써, 복수의 삼각뿔형의 포토레지스트가 기판 위에 형성된다. 다음에, 이들 포토레지스트 패턴이 부분적으로 커버된 기판에 대하여 소정의 방법으로 에칭을 행함으로써, 포토레지스트 패턴 형상과 마찬가지의 복수의 돌기가 형성된다. 이에 따라, 기판 위에 코너 큐브의 어레이를 제작할 수 있다.

또한, Applied Optics Vol.35, No.19 pp.3466-3470 "Precision crystal corner cube arrays for optical gratings formed by (100) silicon planes with selective epitaxial growth"에는 상호 직교하는 정방형의 3면으로 이루어지는 입방체형의 코너 큐브를 미세한 사이즈로 제작하는 기술이 기재되어 있다. 이 기술에 따르면, 실리콘 기판의 (111)면 위에, 결정 성장을 제어하기 위한 산화막을 국소적으로 배치하고, 이 기판 위에서 결정을 에피택셜 성장시킴으로써, 그 위에 미세한 코너 큐브 어레이를 제작할 수 있다.

이와 같이 일본 특개평7-205322호 공보 또는 Applied Optics Vol.35, No.19 pp.3466-3470에 제안되어 있는 비기계적인 방법에 따르면, 보다 작은 배열 피치를 갖는 스퀘어 코너 큐브 반사기를 제조할 수 있다. 그러나, 이러한 비기계적인 방법에서는 충분히 높은 재귀 반사 특성을 나타내는 스퀘어 코너 큐브 반사기를 제조하는 것은 여전히 곤란하다.

스퀘어 코너 큐브 반사기의 재귀 반사 특성은, 단위 구조(즉, 단일 스퀘어 코너 큐브)를 구성하는 정방형의 3면 각각의 형상 정밀도, 그들 각 면의 평면 정밀도(즉, 각 면의 각도의 정밀도), 두개의 인접면 사이의 접합부의 정밀도 등(이하, 이들 정밀도를 통합하여, 단순히 "형상 정밀도"라고 함)에 의해서 큰 영향을 받는다. 상기한 비기계적인 방법에서는 이상적인 형상에 가까운 형상을 갖는 스퀘어 코너 큐브 어레이를 제조하는 것은 어렵고, 그 결과 재귀 반사 특성이 이론값보다 대폭 저하된다.

보다 구체적으로 설명하면, 일본 특개평7-205322호 공보에 기재되어 있는 광화학적인 방법을 이용하여 제작된 스퀘어 코너 큐브는, 면 정밀도(평면성)를 높게 하는 것이 곤란하다. 상기 방법에서는 스퀘어 코너 큐브의 각각의 측면의 면 정밀도는, 기판 위에 형성하는 삼각뿔형의 포토레지스트 패턴의 면 정밀도에 의존한다. 그러나, 이 포토레지스트 패턴의 면 정밀도를 높이기 위해서는, 예를 들면, 마스크의 투과율 또는 차광율의 변화율을 균일하게 하는 등으로 하여, 포토레지스트의 노광·현상 프로세스를 엄밀하게 제어할 필요가 있다. 그러나, 이는 실제로는 곤란하다.

또, 실리콘의 선택 성장을 이용한 Applied Optics Vol.35, No.19 pp.3466-3470에 기재되어 있는 방법에서는 결정의 측방 성장을 제어하는 것이 어렵다. 또한, 스퀘어 코너 큐브의 패턴을 결정하기 위해서 실리콘 기판 상에는 실리콘 산화막이 형성되지만, 그 위에 적층되는 막과의 단부면에서의 왜곡의 영향이 크다. 이로 인해, 양호한 형상을 갖는 스퀘어 코너 큐브 어레이를 제작하는 것은 곤란하다.

이와 같이 충분히 작은 피치(예를 들면, 250㎛ 이하)로 배열된 단위 구조로 이루어지는 스퀘어 코너 큐브 어레이를 고정밀도로 제조하는 것은 매우 곤란했다. 특히, 단위 구조의 배열 피치가 작아질수록, 스퀘어 코너 큐브 어레이의 형상 정밀도는 저하되므로, 충분한 재귀 반사 특성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 종래의 스퀘어 코너 큐브 어레이로 이루어지는 재귀성 반사판(8)을 이용하여 상기 반사형 표시 장치를 구성하면, 특히 흑 표시 모드의 품질이 낮아져, 그 결과 원하는 표시 특성(콘트라스트비)을 얻을 수 없다.

한편, 표시 특성을 향상시키기 위해서, 일본 특개2002-107519호 공보에서는 재귀성 반사판(8)의 각 단위 구조에 광 흡수면부를 형성함으로써, 흑 표시 모드의 품질 및 표시 성능을 향상시키는 구성을 개시하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 재귀성 반사판의 재귀 반사율은 낮게(40% 이하) 유지하면서, 콘트라스트비를 대폭 개선할 수 있기 때문에, 고품질의 표시를 실현할 수 있다.

그러나, 일본 특개2002-107519호 공보의 상기 구성에서는 미소한 사이즈의 단위 구조에 광 흡수면부를 형성하므로, 제조 공정이 복잡해진다. 또한, 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성이 약간 저하되므로, 백 표시 모드의 품질은 개선할 수 없다. 그 때문에, 이 구성에 의한 콘트라스트비의 개선에는 한계가 있다.

전술한 문제점을 극복하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 재귀성 반사판을 구비하여, 표시 특성이 우수한 반사형 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 반사형 표시 장치는 재귀성 반사층과, 상기 재귀성 반사층의 관찰자측에 배치되고, 광학 특성이 서로 다른 제1 상태와 제2 상태와의 사이에서 상태가 전환될 수 있는 변조층을 포함하고, 상기 재귀성 반사층은 2차원적으로 배열된 복수의 단위 구조를 갖고, 상기 단위 구조의 배열 피치는, 예를 들면 250㎛ 이하이고, 상기 재귀성 반사층으로부터 반사되는 반사광을 7.5도의 콘각으로 수광하는 재귀 반사율 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 반사광의 강도의, 상기 재귀 반사율 측정 시스템을 이용하여 측정한 유전체 미러에 의한 반사광의 강도에 대한 비율에 의해서 정의된, 상기 재귀성 반사층의 재귀 반사율(Rr)이 45% 이상이다.

바람직하게는, 상기 재귀성 반사층의 재귀 반사율(Rr)이 60% 이상이다.

임의의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 단위 구조는 스퀘어 코너 큐브이다.

상기 단위 구조의 배열 피치가 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 단위 구조의 배열 피치가 100㎚ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 단위 구조의 배열 피치가 500㎚ 이상이다.

임의의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 상태는 상기 변조층에 입사하는 광을 투과시키는 투과 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 변조층에 입사하는 광을 산란하는 산란 상태로서, 표시 장치는 상기 변조층이 상기 투과 상태일 때에 흑 표시 모드가 되고, 상기 변조층이 상기 산란 상태일 때에 백 표시 모드가 된다.

바람직하게는, 수광각을 3°로 설정한 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 흑 표시 모드의 휘도에 대한, 상기 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 백 표시 모드의 휘도의 비는 5 이상이다. 보다 바람직하게는, 수광각을 3°로 설정한 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 흑 표시 모드의 휘도에 대한, 상기 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 백 표시 모드의 휘도의 비는 10 이상이다.

임의의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)을 변화시켜 상기 백 표시 모드의 밝기를 상기 휘도 측정 시스템으로 측정하면, 상기 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)이 커짐으로써 상기 백 표시 모드의 밝기가 커지는 액정 재료로 상기 변조층이 형성되어 있다.

본 발명의 평가 방법은, 2차원적으로 배열된 복수의 단위 구조를 갖고, 상기 단위 구조의 배열 피치가 250㎛ 이하인 재귀성 반사판의 재귀 반사율을 평가하는 방법으로서, 소정의 집광각을 갖는 대물 렌즈를 통해서, 상기 재귀성 반사판에 광을 수직으로 입사시키는 공정 (a)와, 상기 재귀성 반사판에 입사시킨 광의 상기 재귀성 반사판에 의한 반사광을 상기 대물 렌즈로 수광하는 공정 (b)와, 상기 수광한 상기 재귀성 반사판에 의한 반사광의 강도 I₁을 측정하는 공정 (c)와, 상기 대물 렌즈를 통하여, 유전체 미러에 광을 수직으로 입사시키는 공정 (d)와, 상기 유전체 미러에 입사시킨 광의 상기 유전체 미러에 의한 반사광을 상기 대물 렌즈로 수광하는 공정 (e)와, 상기 수광한 상기 유전체 미러에 의한 반사광의 강도 I_r을 측정하는 공정 (f)와, 상기 공정 C에서 측정한 상기 강도 I₁의, 상기 공정 (f)에서 측정한 상기 강도 I_r에 대한 비율(I₁/I_r)이 45% 이상인지의 여부를 판단하는 공정 (g)를 포함한다.

상기 소정의 집광각은 20° 이하인 것이 바람직하다.

임의의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 공정 (a)는 상기 입사된 광으로 상기 재귀성 반사판에 빔 스폿을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 빔 스폿의 직경은 상기 단위 구조의 상기 배열 피치의 3배 이상이다.

상기 단위 구조는 스퀘어 코너 큐브인 것이 바람직하다.

전술한 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 재귀성 반사판을 구비한 반사형 표시 장치의 표시 특성은 흑 및 백 표시 모드 및 콘트라스트비에 대하여 개선할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태는 또한 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성을 고신뢰성으로 용이하게 평가하는 방법을 제공한다. 상기 방법에 의해 측정된 재귀성 반사기의 재귀성 반사율을 조정함으로써, 재귀성 반사기를 포함하는 재귀성 표시 장치의 표시 특성을 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 특징, 요소, 공정, 단계 특성 및 잇점은 첨부 도면을 참조하여 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 분명해 질 것이다.

상술한 바와 같이 재귀성 반사판을 구비한 반사형 표시 장치의 표시 특성은 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성에 의존한다. 그러나, 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성을 평가할 수 있는 신뢰성이 높은 방법은 아직 확립되어 있지 않고, 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성과, 표시의 밝기나 콘트라스트비 등의 표시 특성과의 관계를 정량적으로 파악하는 것은 어려웠다. 특히, 퍼스널 컴퓨터나 셀폰 또는 PDA 등의 이동 통신 장치에 이용되는 재귀성 반사판의 특성을 어떠한 방법으로 평가하고, 또한 재귀성 반사판의 특성이 어느 정도 있으면, 실용적인 디스플레이를 실현할 수 있을지에 대하여 언급한 문헌은 거의 없다.

따라서, 본 발명자들은 재귀성 반사판의 특성이 실용적인지를 판단할 수 있는 재귀성 반사판의 평가 방법의 검토에 착안하여, 이를 발견했다. 또한, 그 평가 방법을 이용하여, 재귀성 반사판의 특성이 그 재귀성 반사판을 이용한 반사형 표시 장치의 표시 특성에 미치는 영향을 검토했다. 그 결과, 재귀성 반사판의 재귀 반사율을 제어함으로써, 이를 이용한 반사형 표시 장치의 표시 품위를 제어할 수 있는 것을 알았다.

우선, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 재귀성 반사판의 재귀 특성의 평가 방법을 설명한다.

재귀 반사 특성의 평가 방법

본 발명에서는 재귀성 반사판의 재귀 반사율을 측정함으로써, 재귀 반사 특성을 평가한다. 재귀 반사율의 측정은 도 1에 도시한 바와 같은 평가 장치(200)를 이용하여 행한다. 도 1의 평가 장치(200)는, 기본적으로는 입사형의 현미경과 동일한 구성을 갖고 있다.

평가 장치(200)는 샘플 재귀성 반사판(20)을 고정하는 대(19)와, 대물 렌즈(집광각: 예를 들면 7.5°)(21)와, 백색광을 출사하는 광원(24)과, 하프 미러(22)와, 수광부(23)를 갖고 있다. 대물 렌즈(21), 하프 미러(22) 및 수광부(23)는 대(19)에 대하여 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 하프 미러(22)는 광원(24)으로부터 출사된 광을 반사하여, 대(19)에 고정된 샘플 재귀성 반사판(20)에 수직으로 입사되도록 설치되어 있다. 수광부(23)는 샘플 재귀성 반사판(20)에 의해서 수직 방향으로 반사된 후, 대물 렌즈(21)를 통과한 광을 수광하도록, 대물 렌즈(21)의 바로 위에 설치되어 있다.

다음으로, 이 평가 장치(200)를 이용한 재귀 반사율(Rr)의 측정 방법을 설명한다.

우선, 평가하고자 하는 샘플 재귀성 반사판(20)을 준비한다. 샘플 재귀성 반사판(20)은 복수의 단위 구조(예를 들면, 코너 큐브 등)가 2차원적으로 배열된 구성을 갖는다.

이 샘플 재귀성 반사판(20)을 대(19)에 고정한다. 계속해서, 광원(24)으로부터 출사된 광을 하프 미러(22)로 반사시킨 후, 집광각 7.5°의 대물 렌즈(21)를 통해서 샘플 재귀성 반사판(20)에 수직 방향으로 입사시킨다. 이 때, 샘플 재귀성 반사판(20)에는 입사광에 의한 빔 스폿(직경 D: 예를 들면 1㎜)(25)이 형성된다. 입사광은 샘플 재귀성 반사판(20)에 의해서 반사된다. 이 반사광 중, 대략 수직 방향으로 반사한 광은 대물 렌즈(21)를 통해서 수광부(23)에 의해서 수광된다. 이에 의해, 대략 수직 방향으로 반사한 광의 강도 I₁이 측정된다.

또, 샘플 재귀성 반사판(20)에 의한 반사광에는 재귀 반사광이 포함되어 있을 필요가 있다. "재귀 반사광"은, 샘플 재귀성 반사판(20)에 입사하는 광이 샘플 재귀성 반사판(20)의 단위 구조를 구성하는 복수의 면 중, 적어도 2면에서 반사되어 발생한, 입사광 벡터에 대하여 마이너스의 벡터를 가진 반사광을 말한다.

다음으로, 기준으로서 유전체 미러를 준비하고, 샘플 재귀성 반사판(20) 대신에 평가 장치(200)의 대(19)에 설치한다. 상기와 마찬가지로 광원(24)으로부터 출사된 광을 하프 미러(22)로 반사시킨 후, 대물 렌즈(21)를 통해서 유전체 미러에 수직 방향으로 입사시킨다. 이 때, 유전체 미러에 의해서 대략 수직 방향으로 반사된 광은 대물 렌즈(21)를 통해서 수광부(23)에 의해서 수광된다. 이에 의해, 대략 수직 방향으로 반사된 광의 강도 I_r이 측정된다.

이 후, 샘플 재귀성 반사판(20)에 의한 반사광의 강도 I₁의, 유전체 미러에 의한 반사광의 강도 I_r에 대한 비율(I₁/I_r)을 구한다. 본 명세서에서는 이 비율(I₁/I_r)(%)을 샘플 재귀성 반사판(20)의 재귀 반사율(Rr)로 한다.

상기 평가 방법에서는, 샘플 재귀성 반사판(20)에 의한 반사광의 강도 I₁을 측정한 후에, 유전체 미러에 의한 반사광의 강도 I_r을 측정하지만, 강도 I_r을 먼저 측정해도 된다.

상기 평가 방법에서는, 특히 개인용으로 사용될 수 있는 디스플레이 패널에 이용되는 재귀성 반사판을 평가하는 것을 상정하고 있다. 그와 같은 재귀성 반사판의 배열 피치는, 예를 들면 디스플레이 패널의 화소 피치와 대략 동일하거나, 또는 그 이하이다. 따라서, 구체적으로는 본 평가 방법으로 평가되는 샘플 재귀성 반사판(20)의 배열 피치는 250㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이하이다.

상기 평가 장치에서, 보다 신뢰성이 높은 평가를 행하기 위해서는 광원(24)으로부터 출사된 광으로 샘플 재귀성 반사판(20)에 형성되는 빔 스폿(25)의 직경 D는, 샘플 재귀성 반사판(20)의 단위 구조의 배열 피치 이상으로 되도록 조정되는 것이 바람직하다. 빔 스폿의 직경 D가 단위 구조의 배열 피치보다 작으면, 샘플 재귀성 반사판(20)에 있어서의 빔 스폿(25)이 형성되는 위치에 의해, 재귀 반사율(Rr)의 측정값이 크게 변동된다. 예를 들면, 단위 구조의 중심에 빔 스폿(25)이 형성되면, 재귀 반사율(Rr)의 측정값은 커지고, 반대로 단위 구조의 외주(즉, 단위 구조와 단위 구조의 접속부) 근방에 빔 스폿(25)이 형성되면, 재귀 반사광이 수광부(23)에 더 적게 입사하므로, 재귀 반사율(Rr)의 측정값은 작아진다. 그 때문에, 샘플 재귀성 반사판(20)의 재귀 반사 특성을 고정밀도로 평가하는 것은 곤란해진다. 보다 바람직하게는, 빔 스폿(25)의 직경 D는 배열 피치의 3배 이상이다. 빔 스폿(25)의 직경 D가 단위 구조의 배열 피치의 3배 이상이면, 빔 스폿(25)이 형성되는 위치나, 단위 구조마다의 재귀 반사 특성의 변동 등이 재귀 반사율(Rr)의 측정값에 부여하는 영향을 보다 작게 할 수 있으므로, 보다 신뢰성이 높은 평가가 가능하게 된다. 보다 바람직하게는, 빔 스폿(25)의 직경 D는 배열 피치의 10배 이상이다.

대물 렌즈(21)의 집광각은 반드시 7.5˚일 필요는 없고, 상술한 바람직한 크기의 빔 스폿(25)을 형성할 수 있도록, 적절하게 설정할 수 있다. 단, 대물 렌즈(21)의 집광각은 20° 이하인 것이 바람직하다. 집광각이 20°보다 크면, 샘플 재귀성 반사판(20)에 있어서의 빔 스폿(25)이 작아지므로, 빔 스폿(25)의 형성 위치에 의해서, 재귀 반사율(Rr)의 측정값에 변동이 발생한다. 또한, 재귀 반사되지 않고 되돌아 온 광(하나의 스퀘어 코너 큐브를 구성하는 3면에서의 편향된 산란광 등)까지 집광하는 확률이 높아진다.

본 평가 방법은, 거대한 사이즈의 단위 구조로 이루어지는 재귀성 반사판의 평가에는 맞지 않다. 왜냐하면, 그 경우, 상술한 바와 같은 적절한 사이즈의 빔 스폿(25)을 형성하는 것은 곤란하기 때문이다. 그러나, 본 평가 방법은 빔 스폿(25)의 직경 D를 충분히 크게 할 수 있도록, 특별히 큰 사이즈의 대물 렌즈(21)가 이용가능하면 유효할 수 있다.

표시 특성의 측정 방법

다음으로, 본 발명자들이 채용한, 재귀성 반사판을 이용한 표시 장치의 표시 특성의 측정 방법에 대하여 설명한다.

표시 특성의 측정에는 도 2에 도시한 측정 장치(201)를 이용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 측정 장치(201)는 측정대(34), 수광부(33) 및 투광부(36)를 구비하고 있다. 측정대(34)는 상면(측정면)이 수평이 되도록 설치되어 있다. 투광부(36)는, 측정대(34)에 있어서의 측정면의 중심을 가운데로 하는 반구형(반경: 예를 들면 8㎝)의 투광면을 갖고 있다. 투광부(36)는, 측정면의 중심의 바로 위에 배치된 광 투과면(31)(직경: 예를 들면 1㎝)을 더 갖고 있다. 수광부(33)는 투광부(36)의 광 투과면(31)의 상방에 배치되어 있다.

다음으로, 측정 장치(201)를 이용한 표시 특성의 측정 방법을 설명한다.

우선, 샘플 소자(30)를 준비한다. 샘플 소자(30)는, 예를 들면 재귀성 반사판과 액정층을 갖는 표시 소자이다. 액정층은, 예를 들면 산란 상태와 광 투과 상태를 전환 가능한 액정 재료로 형성되어 있다. 샘플 소자(30)의 구체적인 구조 및 제작 방법은 후술한다.

계속해서, 샘플 소자(30)의 백 표시 모드의 밝기(휘도)를 측정한다. 샘플 소자(30)의 액정층을 산란 상태로 하고, 이 샘플 소자(30)를 측정대(34)에 설치한다. 투광부(36)로부터의 광은 광 투과면(31) 이외의 반구의 모든 방향으로부터, 동일한 휘도로 반구의 중심 위치(즉, 측정면의 중심 위치)에 도달한다. 샘플 소자(30)에 의해 반사되는 반사광 중 광 투과면(31)을 통과하는 광은 투광부(36)의 상방에 있는 수광부(33)에 의해서 수광된다. 여기서는 수광부(33)에 의한 수광각은 3°로 하지만, 수광각은 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 하여, 수광부(33)에 의해서 수광된 광의 강도 I_w를 측정한다.

또한, 상기 측정 장치(201)에, 샘플 소자(30) 대신에, 기준으로서 완전 확산 반사판을 설치한 경우의, 완전 확산 반사판에 의해서 반사되는 광 중 수광부(33)에 의해서 수광되는 광의 강도 I_r2를 측정한다.

샘플 표시 소자(30)의 백 표시 모드의 밝기는 상기 광의 강도 I_w의, 기준을 이용한 경우의 광의 강도 I_r2에 대한 비율(I_w/I_r2)(%)에 의해서 구한다.

계속해서, 샘플 소자(30)의 흑 표시 모드의 밝기를 측정한다. 샘플 표시 소자(30)의 액정층을 광 투과 상태로 전환한 후, 상기와 마찬가지로 하여, 투광부(36)에 있어서의 여러가지 방향으로부터의 광을 샘플 표시 소자(30)에 입사시킨다. 모든 입사광이 샘플 소자(30)에 의해서 재귀 반사되면, 재귀 반사된 광은 광 투과면(31)을 통과하지 않지만, 실제로는 입사광의 일부는 샘플 표시 소자(30)에 의해서 재귀 반사되지 않고 광 투과면(31)의 방향으로 반사하고, 광 투과면(31)을 통과하여 수광부(33)에 의해서 수광된다. 이 때, 수광부(33)에 의해서 수광되는 광의 강도 I_b를 측정한다.

샘플 표시 소자(30)의 흑 표시 모드의 밝기는 강도 I_b의, 상기 기준을 이용한 경우의 광의 강도 I_r2에 대한 비율(I_b/I_r2)(%)에 의해서 구한다.

이와 같이 하여 얻어진 흑 표시 모드 및 백 표시 모드의 밝기로부터, 샘플 표시 소자(30)의 콘트라스트비(백 표시 모드의 밝기/흑 표시 모드의 밝기=I_w/I_b)를 구한다.

재귀 반사율(Rr)과 표시 특성과의 관계

본 발명의 발명자들은, 상술한 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성의 평가 방법 및 표시 소자의 표시 특성의 측정 방법을 이용하여, 재귀성 반사판을 구비한 표시 장치에 있어서의 재귀 반사율(Rr)과 표시 특성과의 관계를 실험했다. 특히, 실험은 다음의 방법으로 수행되었다.

여기서는, 형상 정밀도가 다른 복수의 샘플 재귀성 반사판을 이용한다. 우선, 이들 샘플 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)을 도 1의 평가 장치(200)를 이용하여 측정해 둔다.

계속해서, 샘플 재귀성 반사판의 표면에 투명층(예를 들면, 히타치 화성 공업 주식회사제 CR440)을 형성하고, 이를 샘플 소자로서 이용하여, 도 2의 측정 장치(201)로 흑 표시 모드의 밝기를 측정한다. 대안으로, 흑 표시 모드 시의 밝기 측정은 재귀성 반사판 샘플 위에 투명 기판(예를 들면, 유리나 필름 등)을 실어 행해도 되고, 그 간극에 투명 기판과 굴절율이 거의 일치하는 수지를 주입하고 나서 행해도 된다. 또한, 간단함을 위해서 재귀성 반사판 샘플만으로 측정할 수도 있다.

계속해서, 샘플 재귀성 반사판 위에 여러가지 산란층을 형성함으로써 복수의 샘플 소자를 제작하고, 이들 샘플 소자로서 이용하여, 도 2의 측정 장치(201)로 백 표시 모드의 밝기를 측정한다. 여러가지 산란층으로서는 다양한 산란 필름이나 여러가지의 산란형 액정 셀을 이용한다. 또한, 얻어진 백 표시 모드 및 흑 표시 모드의 밝기로부터 콘트라스트비를 구한다.

그 결과, 도 3에 도시한 바와 같은 재귀 반사율(Rr)과 표시 특성과의 관계가 얻어진다. 도 3으로부터 다음과 같은 것을 알 수 있다. 재귀 반사율(Rr)이 커짐으로써 흑 표시 모드의 밝기는 저감하고, 다시 말하면 흑 표시 모드의 품질은 향상되고 있다. 또, 산란층의 종류에 따라서 변동은 있지만, 재귀 반사율(Rr)이 커짐으로써 백 표시 모드의 밝기는 증대하고, 다시 말하면 백 표시 모드의 품질은 향상되고 있다. 따라서, 콘트라스트비는 재귀 반사율(Rr)이 커지면, 급격히 증가한다.

보다 구체적으로는, 재귀 반사율(Rr)이 20% 이하에서는 흑 표시 모드가 백 표시 모드보다 밝아져, 콘트라스트비가 1보다 작아지므로, 정상적인 표시를 할 수 없다. 재귀 반사율(Rr)이 45% 이상으로 되면, 콘트라스트비는 3 이상으로 되기 때문에, 용도에 따른 실용적인 표시 장치를 실현할 수 있다. 예를 들면, 재귀 반사율(Rr)이 55% 이상이면, 콘트라스트비는 5 이상이 된다. 콘트라스트비가 5 이상이면, 정보 단말기 등과 같이 도면이나 표를 주로 표시하기 위해서는 충분하다. 실제, 신문지의 콘트라스트비는 5 정도이다. 애니메이션 정도의 영상을 표시하기 위해서는 콘트라스트비가 10 이상인 것이 바람직하다. 10 이상의 콘트라스트비를 얻기 위해서는 재귀 반사율(Rr)은 65% 이상이면 된다. 재귀 반사율(Rr)이 70% 이상으로 되면, 콘트라스트비는 20 이상이 되어, 통상의 텔레비전 영상도 충분히 즐길 수 있는 고품질의 표시가 가능하게 된다. 또, 여기서 나타낸 재귀 반사율(Rr)이나 콘트라스트비의 값은 폭을 갖은 영역의 예시에 불과한 것을 덧붙여둔다.

이와 같이 재귀 반사율(Rr)과 표시 특성과의 관계를 정량적으로 파악할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

단, 실제 표시 장치는 상기 측정에 이용한 샘플보다 복잡한 구조를 하고 있다. 실제 표시 장치에는 광 투과 상태와 산란 상태를 전환할 수 있는 층이 형성되는 것 외에, 컬러 필터, 투명 전극, TFT 등도 형성되므로, 실제 표시 장치의 표시 특성은 도 3에 도시한 바와 같은 표시 특성과 동일하지 않다.

이하, 본 발명에 따른 각 실시 형태의 표시 장치의 구성을 설명한다. 또한, 상술한 방법을 이용하여, 각 실시 형태의 표시 장치의 재귀 반사 특성 및 표시 특성을 측정하였으므로, 그 결과도 함께 설명한다.

<제1 실시 형태〉

이하, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 제1 실시 형태를 설명한다.

우선, 도 4를 참조하여, 본 실시 형태의 표시 장치(103)의 구성을 설명한다. 표시 장치(103)는 재귀성 반사판(48)과, 재귀성 반사판(48)의 관측자측에 설치된 액정 셀(40)을 갖고 있다.

액정 셀(40)은 대향하는 한 쌍의 투명 기판(41, 42)과, 이들 사이에 끼워진 액정층(47)을 갖고 있다. 투명 기판(41, 42)은 유리나 고분자 필름 등의 투명 재료로 이루어진다. 관찰자측에 배치된 투명 기판(41)의 표면에는 액정층(47)과 대면하도록 투명 전극(43) 및 배향 처리층(45)이 이 순서대로 형성되어 있다. 또한, 다른 투명 기판(42)의 표면에는 액정층(47)과 또한 대면하도록 투명 전극(44) 및 배향 처리층(46)이 이 순서대로 형성되어 있다. 액정층(47)은 다른 광학 특성을 나타내는 2개의 상태(예를 들면, 산란 상태와 광 투과 상태)를 전환할 수 있는 한 임의의 액정 재료로 구성될 수 있다. 이들 2개의 상태의 전환은 전압 인가 등의 외부 자극에 의해서 행할 수 있다. 액정층(47)의 재료로서는, 예를 들면 고분자 또는 저분자의 산란형 액정 재료를 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 액정층(47)의 재료로서, 고분자 구조에 액정 골격(예를 들면, 메소젠기(mesogen groups))를 갖는 리버스형(전압 무인가 상태에서 투명, 전압 인가 시에 산란)의 산란 액정 재료를 이용한다. 또, 액정 셀(40) 대신에, 다른 광학 특성을 나타내는 2개의 상태를 전환할 수 있는 변조층(액정층에 한정되지 않음)을 구비한 변조 소자를 이용해도 된다.

재귀성 반사판(48)은 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)와, 그 표면에 형성된 금속층(50)을 갖고 있다. 금속층(50)은 높은 반사율을 나타내는 재료로 형성된다. 금속층(50)의 재료의 금속 반사율이 높을수록 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)이 높아진다. 여기서는 실제 구조를 감안하여, 용이하게 사용 가능한 금속중 상대적으로 높은 금속 반사율을 갖는 Ag를 금속층(50)의 재료로서 이용한다.

스퀘어 코너 큐브 어레이(49)의 이상적인 형상을 도 7a 및 도 7b에 도시한다. 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)는, 성장된 결정의 {100}면에 의해서 규정되는 3면(S1∼S3)을 각각 갖는 복수의 스퀘어 코너 큐브 단위 요소(49U)가 어레이 형상으로 배열된 구성을 갖는다. 하나의 단위 요소(49U)를 구성하는 3면(S1∼S3)은 대향하여 상호 직교하는 3개의 대략 정방형의 면이다. 또한, 이와 같이 하여 제작된 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)는 각각 정점(97)을 갖는 볼록부(49a)와, 각각 바닥점(98)을 갖는 오목부(49b)가 조합된 입체 형상을 갖고 있다. 스퀘어 코너 큐브 어레이의 상면에서 보면, 각각의 스퀘어 코너 큐브 단위 요소(49U)는, 정점(97) 및 등점(saddle points; 99)으로 이루어지는 정육각형, 또는 바닥점(98) 및 등점(99)으로 이루어지는 정육각형을 나타낸다. 스퀘어 코너 큐브의 단위 요소(49U)의 배열 피치는 표시 장치의 화소 피치보다 충분히 작은 것이 바람직하고, 여기서는 10㎛로 한다.

표시 장치(103)는, 예를 들면 이하의 방법으로 제작된다.

우선, 액정 셀(40)의 제작 방법을 설명한다. 투명 기판(41, 42)의 각각에, 공지의 방법으로 투명 전극(ITO 등)(43, 44) 및 배향 처리층(45, 46)을 이 순서대로 형성한다. 배향 처리층(45, 46)이 내측이 되도록, 투명 기판(41, 42)을 대향시켜, 그 사이에 액정 재료를 주입함으로써, 액정층(두께: 예를 들면 10㎛)(47)을 형성한다. 액정 재료는 상기한 리버스형 산란 액정 재료이다. 이것은 저분자 액정 재료에 메소젠기를 갖는 모노아크릴레이트 4%, 메소젠기를 갖는 디아크릴레이트 2%, 반응 개시제 1%를 가한 혼합물을 자외선(예를 들면, 강도 1㎽/㎠)으로 20분간 조사함으로써 얻어진다. 또, 액정 재료의 조성이나 경화 조건도 상기한 조성이나 조건에 한정되지 않는다. 또한, 액정 재료는 리버스형에 한정되지 않고, 고분자 구조에 액정 골격을 포함하지 않는 노말(normal)형(전압 무인가 상태에서 산란, 전압 인가 시에 투명)의 산란 액정 재료를 이용해도 된다.

계속해서, 도 5a∼도 5i 및 도 6a∼도 6i를 참조하여, 재귀성 반사판(48)의 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)의 제작 방법을 설명한다. 도 5a∼도 5i는 각 공정에서의 기판 표면의 평면도이고, 도 6a∼도 6i는 도 5i의 VI-VI면 상에서 각각의 공정에서의 기판의 표면 부분을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

본 실시 형태에서는 입방형 단결정 기판(예를 들면, 섬 아연(spahlerite) 구조를 갖는 갈륨 비소 결정으로 형성되는 기판)을 이용하여, 이 기판에 웨트 에칭에 의해서 소정의 패턴으로 입방 형상 요소를 형성한 후, 이방성의 결정 성장 프로세스를 행함으로써, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같은 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)를 제작한다.

우선, 섬 아연 구조를 갖는 갈륨 비소 결정으로 형성되는 기판(61)을 준비한다(도 5의 (a)). 기판(61)의 표면은 {111}B면과 실질적으로 평행하다. 이 기판(61)의 표면은, 도 6a에 도시한 바와 같이 경면(mirror-polished)으로 완성된다.

다음으로, 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판(61)의 표면 상에, 스핀 코팅법에 의해서 두께 약 1㎛의 포지티브형 포토레지스트층을 형성한다. 포토레지스트층의 재료로서는, 예를 들면 OFPR-800(도쿄오우카사제)을 이용할 수 있다. 이 포토레지스트층을 약 100℃에서 30분간 프리베이킹한 후, 포토레지스트층 상에 포토마스크를 배치하고 마스크를 통하여 노광을 행한다.

본 실시 형태에서, 도 8에 도시된 것과 같은 포토마스크가 사용될 수 있다. 포토마스크로서는, 도 8에 도시한 바와 같은 정삼각형의 차광 영역(65a) 및 역 정삼각형의 투과 영역(65b)이, 삼각형의 변 방향의 각각에 있어서 교대로 설치된 포토마스크(65)를 이용할 수 있다. 포토마스크(65)는 차광 영역(65a)의 패턴인 정삼각형 중 어느 1변이 갈륨 비소 결정의 <01-1> 방향과 평행하게 되도록 기판(61) 위에 배치된다. 여기에서, 방향 인덱스 앞의 음의 표기는 방향 인덱스가 음이라는 것을 나타낸다. 또, 본 실시 형태에서는 차광 영역(65a)의 패턴인 정삼각형의 1변의 길이를 약 10㎛로 하고 있다.

이 노광된 포토레지스트층을 현상액(예를 들면, NMD-32.38%(도쿄오우카사제))를 이용하여 현상함으로써, 도 5b 및 도 6b에 도시한 바와 같이 기판(61) 상에는 포토레지스트 패턴(62)이 형성된다. 도 8에 도시된 포토마스크(65)를 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴(62)은 정삼각형 패턴(즉, 차광 영역(65a)의 그 1변이 갈륨 비소 결정의 <01-1> 방향과 평행하게 되도록 배치된다. 즉, 포토레지스트 패턴(62)은 그의 정삼각형 각각의 세변이 GaAs 결정의 {100}면과 평행하게 되도록 배치된다.

본 실시 형태에서는 이 포토레지스트 패턴(62)의 배열 피치에 따라, 형성되는 코너 큐브의 사이즈가 제어될 수 있다. 보다 구체적으로는, 형성되는 코너 큐브의 배열 피치는 포토레지스트 패턴(62)의 마스크부의 피치(P0)(여기서는 약 10㎛)와 대략 동등한 사이즈로 된다.

또, 에칭 마스크층의 패턴은 도 5b에 도시한 것에 한정되지 않고, 다양한 것으로 할 수 있다. 단, 코너 큐브를 적합하게 제작하기 위해서는, 에칭 마스크층의 포토레지스트 패턴(62)의 마스크부에 있어서의 소정의 점(예를 들면, 무게 중심 위치)이 벌집형 격자점 상에 배열되는 것이 바람직하다. 여기서 "벌집형 격자점"이란, 합동한 정육각형을 간극없이 전면에 깐 경우에 있어서의, 각 정육각형의 정점과 각 정육각형의 무게 중심점과 대응하는 점을 가리킨다. "벌집형 격자점"은 또한, 제1 방향으로 연장되는 등간격(소정 간격)의 복수의 평행선과, 상기 제1 방향과는 60° 다른 제2 방향으로 연장되는 등간격이며 상기 소정 간격과 동일한 간격의 복수의 평행선과의 교점에 대응하는 점을 가리킨다. 또한, 에칭 마스크층의 마스크부는, 바람직하게는 삼각형 또는 육각형 등의 3회의 회전 대칭 형상을 갖고 있다.

다음으로, 도 5c 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 자석 교반기로 에칭액을 교반시키면서 기판(61)을 웨트 에칭 공정을 행한다. 본 실시 형태에서 에칭액으로서는, 예를 들면 NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:2:7의 혼합액을 사용할 수 있다. 이 경우, 에칭 온도는 약 20℃로 하고, 에칭 시간은 약 60초로 할 수 있다.

이 에칭 공정에 있어서, 갈륨 비소 결정의 {100}면((100)면, (010)면, 및(001)면 포함)은 다른 결정면에 비하여 에칭되기 어려우므로, {100}면이 노출되도록 이방성의 에칭이 진행된다. 단, 이 에칭 공정에서는 개구부로부터 {111}B면 방향으로 에칭되는 양 d1과 {100}면 방향으로 에칭되는 양 d2는 도 9에 도시한 바와 같은 관계가 된다.

그 결과, 정점(63a)이 형성된 단계에서 저면(평탄부)(63b)이 남은 입체 형상(63)이 형성되게 된다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 도 5c 및 도 6c에 도시한 바와 같이 입체 형상 요소로서, 마스크부(62) 아래에 정점을 갖는 복수의 볼록부(63)가 기판(61)의 표면 위에 형성된다.

이들 볼록부(63) 각각은 상호 직교하는 3개의 {100}면에서 규정되는 직각이등변 삼각형의 세 면을 구비한 삼각뿔형(즉, 입방체의 일 코너에 대응하는 삼각뿔형)을 갖는다. 또한, 이 볼록부(63)는 정점이 벌집형 격자점상에 형성되어, 이들 배열 피치는 포토레지스트 패턴(62)의 마스크부의 피치(PO)(여기서는 10㎛)과 같아진다.

또, 상기한 웨트 에칭 공정에 의해서 형성되는 요철 형상은 에칭액의 종류나, 에칭 시간 등의 에칭 조건에 따라서 변화할 수 있다. 예를 들면, 상기한 에칭 속도비 R{111}B/R{100}가 보다 큰 경우(예를 들면, 1.8 이상인 경우)에는 도 4에 도시한 경우에 비하여 평탄부(63b)의 면적은 보다 작아진다. 또한, 상술한 바와 같은 볼록부가 아니라, 오목부 또는 오목부와 볼록부를 조합한 입체 형상 요소가 배열되는 경우도 있다. 본 발명에서 기판 위에 형성되는 입체 형상 요소는, 이와 같이 삼각뿔형 볼록부 이외의 형상을 갖는 입체 형상 요소일 수 있지만, 이들은 벌집형 격자점 상에 배열되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상술한 이방성의 에칭에 의해 삼각뿔형의 볼록부(63)가 소정의 패턴으로 형성된 기판(61)을, 아세톤 등의 유기용매 내에서 초음파 세정함으로써, 기판(61) 상에 잔존하는 불필요한 포토레지스트 패턴(62) 등을 제거한다(도 5d 및 도 6d).

그 후, 기상 성막 장치를 이용하여, 입체 형상 요소가 형성된 기판면에서 이방성의 결정 성장 프로세스를 행한다. 또, 기상 성막 장치로서는 VPE(기상 박막 성장법), MBE(분자선 박막 성장법), MOVPE(유기 금속 기상 박막 성장법) 등의 에피택셜 성장법에 의한 박막 형성을 위해서 이용되는 공지의 장치를 이용할 수 있다. 기상 성막 장치 내에는 트리메틸갈륨(Ga(CH₃)₃) 및 아루신(AsH₃)이 도입된다. 이들 가스를, 예를 들면 10Torr의 감압 환경 하, 기판을 630℃에서 가열한 상태에서 100분간 흘림으로써 원하는 결정 성장 프로세스를 실행할 수 있다.

결정 성장을 생기게 하기 위해서 이용되는 활성종은, 전형적으로는 기판을 구성하는 결정 재료와 동일한 원소(본 실시 형태에서는 갈륨 또는 비소)를 포함하는 가스로서 공급된다. 이와 같이 활성종을 포함하는 가스로서는, 전형적으로는 상술한 트리메틸갈륨 가스나 아루신 등과 같이 기판을 구성하는 재료와 동일한 원소를 포함하는 분자(갈륨 또는 갈륨 화합물과 비소 또는 비소 화합물과 중 적어도 하나)의 가스가 이용된다. 이는 기판의 표면 부분을 구성하는 결정 재료와 격자 정합한 결정을 적절하게 성장시킬 수 있기 때문이다.

이 결정 성장 프로세스에서는 기판의 결정 재료(즉, GaAs)에 포함된 원소(즉, 갈륨 및 비소)를 포함하는 가스에 기판의 표면이 노출된다. 즉, 기판 위에 활성종이 공급된다. 그러나, 입체 형상 요소(즉, 본 실시예에서의 볼록부(63))가 기판의 표면 상에 이미 형성되어 있기 때문에, GaAs 결정은 {111}B면의 법선 방향으로는 거의 성장하지 않지만 {100}면의 법선 방향으로는 선택적으로 성장한다. 즉, 트리메틸갈륨 가스 및 아루신에 포함되는 활성종이 저면의 {111}B면에서는 반응을 일으키지 않고, 측벽을 이루는 {100}면에서 우선적으로 성장이 발생하고, 결정면 방위에 따라 성장 속도가 다른 이방성의 결정 성장이 행해진다.

이 결정 성장 공정에서, 소정의 결정면({100}면)상에 결정이 선택적으로 성장하고, 이 때, 기판에 미리 형성된 입체 형상 요소의 특정 패턴에 의해서, 결정 성장이 생기는 장소 등이 결정될 수 있다. 그 결과, 도 5e에 도시한 바와 같이 기판 표면 상에 주로 {100} 결정면으로 구성된 단위 요소의 어레이(이하, "초기 단위 요소 어레이"라고 하는 경우가 있음)가 형성된다. 초기 단위 요소 어레이에서는 각 볼록부의 엣지(능선부(71))를 따라서, {100}면 이외의 결정면이 노출되어 있다.

도 6e는 능선부(71)를 포함하는 기판의 일부를 도시하는 단면도이다. 도 6e에 도시한 바와 같이, 에칭에 의해서 얻어진 볼록부(63) 상에 결정층(64)이 형성되고, 결정층(64)의 표면의 일부가 능선부(71)를 구성하고 있다. 능선부(71) 각각은, 전형적으로는 볼록부의 정점 부근에 발생하는 삼각형의 {111}B면과, 정점으로부터 각 엣지를 따라 발생하는 {110}면을 포함하고 있다. 이러한 능선부(71)는 결정층(64)을 형성할 때에, <110>방향의 성장 속도가 느리기 때문에 생긴다. 또한, 생긴 능선부(71)는 동일한 조건으로 결정 성장을 계속하면 확대한다.

능선부(71)를 제거하기 위해서, 도 5f 및 도 6f에 도시한 바와 같이, 결정층(64)의 각 볼록부의 정점을 커버하도록 레지스트 패턴(72)을 도 5b에 도시된 바와 같이 형성한다. 이 때, 마스크(72)의 면적은 도 5c에 이용한 레지스트 패턴(62)의 마스크부 면적보다 작게 하는 것이 바람직하다.

계속해서, 이방성 웨트 에칭을 행한다(도 5g 및 도 6g). 본 실시예에서는 에칭액으로서, 예를 들면 도 5의 (c)에 이용한 것과 마찬가지의 에칭액(NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:2:7의 혼합액)을 이용할 수 있다. 또한, 에칭 온도는 약 20℃, 에칭 시간은 약 20초로 할 수 있다. 즉, 도 5g의 웨트 에칭 시간은 도 5c의 웨트 에칭 시간보다 짧아지도록 설정하는 것이 바람직하다. 이 웨트 에칭에 의해서, 기판의 노출 표면은 도 6g에 도시하는 단면 형상을 갖는다. 도 6g에 도시된 바와 같이, 능선부(71)의 면적은 감소하지만, 에칭제의 R{111}B/R{100}가 1.7 정도이므로, 기판의 각 오목부에 삼각형 형상으로 [100]면 이외의 결정면이 노출된다(삼각형 영역(73)). 그러나, 전형적으로는, 이 삼각형 영역(73)의 전체 면적은 도 5c의 오목부에 형성되는 삼각형 영역의 면적보다 작아진다. 그 후, 도 5d와 마찬가지의 공정에서, 기판(61) 상에 잔존하는 불필요한 레지스트 패턴(72) 등을 제거한다(도 5h, 도 6h).

다음으로, 도 5i 및 도 6i에 도시된 바와 같이, 이 기판(61)에 대하여, 도 5e와 마찬가지의 방법으로 결정 성장을 행한다. 예를 들면, 트리메틸갈륨(Ga(CH₃)₃) 가스 및 아루신(AsH₃) 가스를 10Torr의 감압 환경 하, 기판을 630℃에서 가열한 상태에서 20분간 흘림으로써 원하는 결정 성장 프로세스를 실행할 수 있다. 즉, 도 5i에서의 결정 성장 프로세스의 처리 시간(예를 들면, 20분간)은 도 5e에 있어서의 처리 시간보다 짧은 것이 바람직하다. 이 결정 성장에 의해서, 도 6(j)에 도시한 바와 같이 오목부에 불필요한 결정면(삼각형 영역(73))이 없어짐과 함께, 볼록부에 도 5e의 능선부보다 면적이 작은 추가의 능선부가 새로이 생긴다. 이들 추가의 능선부(71)의 전체 면적이 소정의 비율 이하인 경우, 양호한 형상의 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)가 완성된다. 한편, 추가의 능선부의 전체 면적이 소정의 비율보다 큰 경우에는 도 5f 내지 도 5h의 에칭 공정과, 도 6i의 성장 공정을 반복한다.

이와 같이 최초의 결정 성장(도 5e)에 의해서 형성된 초기 단위 요소 어레이에는, {100}면 이외의 불필요한 결정면이 잔존하고 있기 때문에, 초기 단위 요소 어레이가 형성된 기판 표면에 대하여 2 이상의 서로 다른 가공 처리를 행함으로써, 상기 {100}면 이외의 불필요한 결정 면의 비율을 허용 범위 내로 억제할 수 있다. 즉, 기판 표면이 있는 부분(부분 A)에 있는 불필요한 면을 저감시키지만, 기판 표면의 다른 부분(부분 B)에 불필요한 면을 발생하는 가공 처리와, 기판 표면의 부분 B에 있는 불필요한 면을 저감시키지만, 기판 표면의 부분 A에 불필요한 면을 발생하는 다른 가공 처리를 반복적으로 행함으로써, 기판 표면 전체에 있어서의 불필요한 면의 비율을 서서히 감소시킨다.

따라서, 서로 다른 2개의 가공 공정(예를 들면, 에칭 공정과 결정 성장 공정)을 보다 많이 반복하면, 보다 높은 형상 정밀도를 갖는 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)를 제작할 수 있다.

이상과 같이 하여 갈륨 비소 기판 상에 제작된 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)에, 예를 들면 증착법 등에 의해, 요철의 표면 형상을 따르도록 대략 균일한 두께(예를 들면, 200㎚)로 은 등의 금속층(50)을 형성한다. 이에 의해, 직교하는 3개의 대략 정방형의 반사면을 구비하는 재귀성 반사판(48)을 제작할 수 있다.

또, 상기 방법으로 얻어진 갈륨 비소 기판 상의 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)의 금형을 전기 주조법 등에 의해 제작하고, 롤러 등을 이용하여 수지 재료 등에 기판(61)의 표면 형상을 전사함으로써, 수지 재료 등으로 이루어지는 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)를 제작해도 된다. 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)의 표면에 금속층(50)을 형성하면, 재귀성 반사판(48)이 얻어진다.

또, 이상에는 기판(61)으로서 갈륨 비소 단결정 기판을 이용하는 예를 설명했지만, InP, InAs, ZnS, GaP 등의 다른의 섬 아연 구조를 취하는 화합물로 형성되는 단결정 기판을 이용할 수도 있다. 또한, 게르마늄 결정 등의 다이아몬드 구조를 갖는 단결정 기판을 이용할 수도 있다.

이 후, 제작된 재귀성 반사판(48)의 관측자측에, 액정 셀(40)을 배치함으로써, 표시 장치(103)가 완성된다.

또, 재귀성 반사판(48)의 제작 방법은 상기한 방법에 한정되지 않고, 예를 들면 포토마스크(65)를 차광 영역(5a)의 패턴인 정삼각형 중 어느 1변이 갈륨 비소 결정의 <011> 방향과 평행하게 되도록 기판 위에 배치해도 된다. 또한, 포토마스크(65)와 다른 형상의 포토마스크를 이용해도 된다. 또한, Applied Optics Vol.35, No.19 pp.3466-3470에 기재된 바와 같이 SiO₂ 패드를 이용하여 기판 위에 입체 형상 요소 패턴을 형성한 후에 결정 성장을 행함으로써, 초기 단위 요소 어레이를 형성할 수도 있다. {100}면 이외의 결정면을 감소하기 위해서 행하는 2개의 가공 처리에 대해서도, 상보적인 관계에 있는 복수의 서로 다른 가공 처리이면 되고, 상기한 처리에 한정되지 않는다. 따라서, 각 가공 처리 후에 불필요한 결정면이 형성되는 위치도, 상기한 위치에 한정되지 않는다.

재귀성 반사판(48)의 구성은 상기한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 큐브 코너 어레이(49)는 가시광을 투과하는 투명 재료로 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는 투명 재료와 공기의 굴절율과의 차를 이용함으로써, 재귀 반사성(또는 전반사)을 발휘할 수 있기 때문에, 금속층(50)을 형성하지 않아도 된다.

또한, 재귀성 반사판(48)에 있어서의 단위 구조의 배열 피치는, 표시 장치의 화소 피치보다 작아지도록 설정되어 있으면 되고, 상기한 배열 피치에 한정되지 않는다. 배열 피치는, 구체적으로는 250㎛ 이하이면 되고, 바람직하게는 200㎛ 이하이다. 한편, 배열 피치는 100㎚ 이상인 것이 바람직하다. 배열 피치가 100㎚보다 작으면, 고정밀도로 재귀성 반사판을 제작하는 것이 곤란해진다. 보다 바람직하게는 500㎚ 이상이다.

본 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판(48)은 스퀘어 코너 큐브 반사기이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 재귀성 반사판(48)으로서, 복수의 단위 구조를 규칙적으로 배열한 구성(배열 피치:250㎛ 이하)을 갖고, 또한 원하는 재귀 반사 특성(재귀 반사율(Rr):45% 이상)을 나타내는 반사판이면 되고, 예를 들면 삼각뿔형의 코너 큐브를 배열한 구성의 코너 큐브 반사기이어도 된다.

도 4에 도시한 표시 장치(103)에서는, 재귀성 반사판(48)이 액정 셀(40)의 외측에 배치되어 있으며, 이들 사이는 공극이다. 그러나, 이 공극에, 투명 기판(42)과 동등한 굴절율을 갖는 재료로 이루어지는 투명층을 형성해도 된다. 또는 코너 큐브 어레이(49)를 투명 재료로 형성하고, 코너 큐브 어레이(49)가 액정 셀(40)의 투명 기판(42)과 접촉하도록 재귀성 반사판(48)을 배치해도 된다. 이 경우, 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)를 투명 기판(42)으로서 기능시킬 수도 있다.

또, 액정층의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 액정층의 재료에 의해서, 재귀 반사율(Rr)에 대한 백 표시 모드의 밝기의 변화의 비율은 어느 정도 다르다고 생각된다. 본 실시 형태에서는 액정층의 재료로서, 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)을 변화시켜 도 2의 측정 장치에서 백 표시 모드의 밝기를 측정하면, 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)이 커짐으로써 백 표시 모드의 밝기가 커지는 액정 재료를 이용하면, 보다 효과적이다.

다음으로, 샘플 표시 소자(A1∼A4)를 제작하여, 그 재귀 반사 특성 및 표시 특성을 조사하였으므로, 그 제작 방법을 설명한다.

우선, 상술한 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)의 제작 방법에 의해서, 초기 단위 요소 어레이에 대한 2개의 가공 공정(에칭 공정 및 결정 성장 공정)의 반복 횟수가 서로 다른 4종류의 스퀘어 코너 큐브 어레이(배열 피치: 10㎛)(49A∼49D)를 제작한다. 이들 스퀘어 코너 큐브 어레이(49A∼49D)의 반복 횟수는, 각각 1회, 2회, 3회, 4회이다.

또, 이들 스퀘어 코너 큐브 어레이(49A∼49D)의 제작 방법에서는, 2개의 가공 공정 중 에칭 공정으로 종료하므로, 단위 구조의 오목부에 약간의 불필요한 면(능선부 및 다양한 비이상적인 면을 포함함)이 존재하지만, 정점 근방의 볼록부에는 불필요한 면이 거의 존재하지 않는 원반(master)이 제작된다. 이 원반을 다이(또는, 마스터 기판)로서 이용하여, 유리 등의 기판에 도포된 수지 재료로 형상의 전사를 행한다. 이 전사에 의해, 스퀘어 코너 큐브 어레이(49A∼49D)가 얻어진다. 따라서, 얻어진 스퀘어 코너 큐브 어레이(49A∼49D)는 단위 구조의 볼록부에 약간의 불필요한 면을 갖지만, 오목부에는 불필요한 면을 거의 갖고 있지 않다.

이들 코너 큐브 어레이(49A∼49D)의 표면에, 예를 들면, Ag로 이루어지는 금속층(50)을 형성하여, 재귀성 반사판(48A∼48D)을 제작한다.

계속해서, 도 1의 평가 장치(200)를 이용하여, 재귀성 반사판(48A∼48D)의 재귀 반사율(Rr)을 측정한다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

이 후, 재귀성 반사판(48A∼48D)의 관측자측에, 상술한 방법으로 제작된 액정 셀(40)을 각각 배치함으로써, 샘플 표시 소자(A1∼A4)를 제작한다. 이들 샘플 표시 소자(A1∼A4)의 표시 특성을 도 2의 측정 장치로 측정하면, 표 1에 나타내는 결과가 얻어진다.

표 1로부터, 이하의 것을 알 수 있다.

상술한 방법에 따르면, 미세한 배열 피치를 갖고, 또한 원하는 재귀 반사 특성을 나타내는 재귀성 반사판(48)을 제작할 수 있다. 또한, 2개의 서로 다른 가공 공정을 반복함으로써, 보다 높은 형상 정밀도를 갖는 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)를 제작할 수 있기 때문에, 재귀성 반사판(48)의 재귀 반사 특성을 더 높게 할 수 있다. 이는 초기 단위 요소 어레이에 대하여 2 이상의 서로 다른 가공 처리를 교대로 반복함으로써, 초기 단위 요소 어레이에 포함되는 {100}면 이외의 불필요한 결정면의 비율을 저감할 수 있고, 그 결과 보다 형상 정밀도가 높은 코너 큐브 어레이를 제작할 수 있기 때문이다. 형상 정밀도가 높아지면, 코너 큐브 어레이(49)의 전 반사 면적 중 재귀 반사에 기여하는 면적의 비율이 높아지므로, 재귀 반사율(Rr)을 개선할 수 있다.

또한, 재귀 반사율(Rr)이 높아지면, 백 표시 모드 및 흑 표시 모드의 품질도 향상하고, 콘트라스트비도 증대하므로, 원하는 표시 특성이 얻어지는 것을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 2개의 가공 공정(에칭 공정, 결정 성장 공정)을, 예를 들면 2회 이상 반복함으로써, 재귀 반사율(Rr):56% 정도 이상의 재귀성 반사판(48)을 제작할 수 있다. 이러한 재귀성 반사판(48)을 이용하면, 콘트라스트비가 5 이상의 실용적인 표시 장치를 구성할 수 있다. 또한, 상기 2개의 가공 공정의 반복 횟수를 늘리면, 재귀 반사율(Rr)이 더욱 개선되므로, 보다 고품질의 표시를 행할 수 있다.

〈제2 실시 형태〉

이하, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 제2 실시 형태를 설명한다.

우선, 도 10을 참조하여, 본 실시 형태의 표시 장치(104)의 구성을 설명한다. 본 실시 형태의 표시 장치(104)는 컬러 표시 장치이다.

표시 장치(104)는 제1 실시 형태의 표시 장치(103)와 마찬가지의 구성을 갖지만, 컬러 필터층(51)을 구비하고 있다는 점에서 다르다. 컬러 필터층(51)은 관측자측의 투명 기판(41)과, 투명 전극(43)과의 사이에 형성되어 있다. 컬러 필터층(51)은 규칙적으로 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터와, 인접하는 컬러 필터 사이에 형성된 차광층(또는 블랙 매트릭스(BM))을 갖고 있다. 이들 컬러 필터 각각의 사이즈는, 예를 들면 50㎛×150㎛이다. 또, 컬러 필터의 사이즈는 표시 소자의 화소 피치에 따라서 결정되므로, 이에 한정되지 않는다. 컬러 필터층(51)의 각 컬러 필터는 통상의 투과형 표시 소자로 이용되는 컬러 필터의 컬러 필터보다 약간 높은 투과율을 갖고 있다. 따라서, 컬러 필터층(51)의 각 컬러 필터의 색은 반사형 표시 소자로 이용되는 컬러 필터 각각의 색에 가깝다.

표시 장치(104)는 제1 실시 형태의 표시 장치(103)와 마찬가지의 재료를 이용하여, 마찬가지의 방법으로 제작할 수 있다. 또, 컬러 필터층(51)은, 예를 들면 안료 분산 타입의 아크릴레이트를 이용하여, 포토리소그래피법에 의해 형성한다.

본 실시 형태에서도, 유사한 샘플 표시 소자(B1∼B4)를 제작한다. 이들 샘플 표시 소자(B1~B4) 중에서, 샘플 표시 소자(B1)은 제1 실시 형태에서 이용한 재귀성 반사판(48A)을 이용한다. 마찬가지로, 샘플 표시 소자(B2∼B4)는 재귀성 반사판(48B∼48D)을 각각 이용한다. 이들 샘플 표시 소자 B1∼B4에 있어서의 재귀 반사율(Rr) 및 표시 특성을 도 1의 평가 장치(200) 및 도 2의 측정 장치(201)로 측정한다. 측정 결과를 표 2에 도시한다.

표 2에 나타내는 결과로부터, 흑 표시 모드 및 백 표시 모드의 밝기는 약간 작아지지만, 컬러 필터층(51)을 형성해도, 표시 소자의 표시 특성(흑 표시 모드 및 백 표시 모드의 품질, 콘트라스트비)은 재귀성 반사판(48)의 재귀 반사율(Rr)이 높아질수록 향상되는 것을 알 수 있다. 샘플 표시 소자(B1~B4) 각각의 콘트라스트비는 컬러 필터층(51)을 갖고 있지 않은 경우(제1 실시 형태)의 대응하는 샘플 표시 소자(A1∼A4)의 콘트라스트비와 거의 같거나 또는 그 이상이다.

〈제3 실시 형태〉

이하, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 제3 실시 형태를 설명한다.

우선, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 실시 형태의 표시 장치(105)의 구성을 설명한다. 본 실시 형태의 표시 장치(105)는 액티브 매트릭스형 표시 장치이다.

표시 장치(105)는, 도 12에 도시한 바와 같이 표시부(91)와, 표시부(91)를 구동하는 구동 회로를 구비하고 있다.

도 11에 표시부(91)의 구성을 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 표시부(91)는 대향하는 한 쌍의 기판(71, 72) 사이에 형성된, 액정층(73)과 재귀성 반사판(48)을 갖고 있다. 기판(71)은 복수의 박막 트랜지스터(76)를 구비한 액티브 매트릭스 기판이다. 재귀성 반사판(48)은 기판(71) 위에 형성된 스퀘어 코너 큐브 어레이(74)와, 스퀘어 코너 큐브 어레이(74) 위에 형성된 금속층(75)을 갖고 있다. 금속층(75)은 화소 피치(예를 들면, 50㎛×150㎛)에 대응하는 화소 전극 피치로 배열된 복수의 섬으로 구성되어 있으며, 전극으로서도 기능한다. 재귀성 반사판(48) 위에는 화소 전극(174) 및 배향 처리층(82)을 통하여, 액정층(73)이 형성되어 있다. 액정층(73)은 스페이서(83, 84)에 의해서 원하는 두께를 실현하고 있다. 액정층(73)의 특성을 안정화시키기 위해, 재귀성 반사판(48)과 배향 처리층(82)과의 사이에 평탄화층(176)을 형성하는 것이 바람직하다. 각 화소 전극(174)은 대응하는 박막 트랜지스터(76)의 드레인 전극(78) 및 반사층(75)과, 컨택트(77)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 각 컨택트(77)는 재귀 반사판(48) 및 평탄화층(176)을 관통하여 설치되어 있다. 한편, 관찰자측에 배치되는 기판(72)의 내부 표면에는 블랙 매트릭스(BM)와, 예를 들면 적(R), 녹(G), 청(B)으로 이루어지는 컬러 필터(79), 공통 투명 전극(175), 및 배향 처리층(81)이 액정층(73)과 대면하도록 이 순서대로 형성되어 있다. 배향 처리층(81)은 액정층(73)과 접하고 있다. 액정층(73)의 재료로서는 산란형 액정 표시 모드, 특히 전방 산란형 표시 모드를 실현할 수 있는 액정 재료를 이용한다. 또한, 액정층(73)은, 예를 들면 인가 전압에 의해, 광 투과 상태와 산란 상태와의 사이에서 상태를 전환할 수 있는 변조층이다.

표시 장치(105)에서는 화소 전극(174)과 공통 투명 전극(175)에 의해, 액정층(73)의 선택된 부분에 원하는 전압을 인가할 수 있으므로, 액정층(73)의 상태(광 투과 상태 또는 산란 상태)를 화소마다 제어할 수 있다.

한편, 표시부(91)를 구동하기 위한 구동 회로는, 표시부(91)의 각 박막 트랜지스터(76)를 선택적으로 구동하기 위한 게이트 드라이브 회로(92), 표시부(91)의 각 화소 전극(174)에 신호를 부여하는 소스 드라이브 회로(93), 및 게이트 드라이버(94) 및 소스 드라이버(95) 등으로 구성되어 있다. 표시부(91)의 각 화소 전극(174)은 박막 트랜지스터(76), 소스 배선(80) 및 소스 드라이버(95)를 통하여, 소스 드라이버 회로(93)에 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터(76)의 스위칭 동작은 기판(71)에 형성된 게이트 배선(도시 생략)에 의해서 제어되지만, 이 게이트 배선은 게이트 드라이버(94)를 통하여 게이트 드라이버 회로(92)에 전기적으로접속되어 있다. 박막 트랜지스터(76)로 스위칭된 전기 신호는 드레인 전극(78)으로부터 컨택트(77)를 통하여 화소 전극(174)으로 유도된다.

다음으로, 본 발명의 발명자는 샘플 표시 소자(C1∼C3)을 제작하여, 재귀 반사율(Rr)과 표시 특성과의 관계를 측정하였으므로, 그들 표시 장치 제작 방법을 설명한다.

우선, 액티브 매트릭스 기판 위에, 제1 실시 형태에서 설명한 방법과 마찬가지의 방법으로 재귀성 반사판(48E∼48G)을 형성한다. 단, 금속(Ag)층(75)은 관련 화소 전극(174)에 대면하도록, 복수의 섬 형상 화소 전극 및 금속층(75)의 섬 형상부의 배열 피치는 일 방향은 50㎛이고 다른 방향은150㎛일 수 있다. 또한, 재귀성 반사판(48E∼48G)을 형성할 때의 가공 공정(에칭 공정, 결정 성장 공정)의 반복 횟수는, 각각 2회, 3회, 4회이다. 이 후, 도 1의 평가 장치(200)로 재귀 반사율(Rr)을 측정한다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.

재귀 반사율(Rr)의 측정 후, 각각의 재귀성 반사판(48E∼48G) 위에, 투명 재료(아크릴계 수지)를 이용하여 평탄화층(최대 두께:10㎛)(176)을 형성하고, 계속해서 컨택트(77)를 형성한다. 이 후, 공지의 방법으로 화소 전극(예를 들면, ITO)(174) 및 배향 처리층(82)을 형성한다. 또, 평탄화층(176)의 두께는 평탄화층(176)이 재귀성 반사판(48)의 요철을 평탄화할 수 있으면 되고, 특별히 한정되지 않는다.

한편, 다른 투명한 기판(72) 위에, 제2 실시 형태와 마찬가지의 방법으로 컬러 필터층(79)을 형성한다. 이 후, 공통 투명 전극(예를 들면, ITO)(175) 및 배향 처리층(81)을 공지의 방법으로 형성한다.

계속해서, 이들 두개의 기판(71, 72)을 대향시켜, 그 사이에 액정층(73)을 형성한다. 여기서는 액정성 모노머, 네마틱 액정, 광 반응 개시제 등을 혼합한 재료를 주입한 후, 자외선 등을 조사함으로써, 전압 무인가 시에는 투명하고, 전압을 인가하면 산란(전방 산란을 포함함)하는 전방 산란형 액정층을 형성한다. 이와 같이 하여, 재귀 반사판(48E)을 이용한 샘플 표시 소자(C1)이 얻어진다. 마찬가지로, 재귀성 반사판(48F, 48G)을 포함한 샘플 표시 소자(C2, C3)이 얻어진다.

샘플 표시 소자(C1∼C3)의 표시 특성을 도 2의 측정 장치(201)를 이용하여 측정한다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.

샘플NO.	재귀반사율Rr (%)	흑 표시의 밝기(%)	백 표시의 밝기(%)	콘트라스트비
C1	53	10	28	2.8
C2	62	5	35	7
C3	70	1.2	36	30

표 3에 나타내는 측정 결과로부터, 재귀성 반사판(48)을 이용하여 액티브 매트릭스형의 표시 장치를 구성한 경우라도, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태와 마찬가지로 재귀성 반사 특성((Rr))이 커지면 표시 특성도 향상되는 것을 알 수 있다. 따라서, 소정의 재귀 반사 특성을 갖는 재귀성 반사판(48)을 이용하면, 고품질의 표시가 가능한 표시 장치를 안정적으로 공급할 수 있다.

〈제4 실시 형태〉

이하, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 표시 장치는 제1 실시 형태에 있어서의 표시 장치(도 4)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 도 4의 표시 장치에 이용하는 재귀성 반사판(48)의 제작 방법에서는 초기 단위 요소 어레이에 대한 가공 공정의 반복 횟수에 의해서, 재귀성 반사판(48)의 형상 정밀도를 제어하고, 이에 따라 원하는 재귀 반사 특성을 실현하고 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판(48)의 제작 방법에서는 GaAs 기판 등을 가공하여 얻어진 스퀘어 코너 큐브 어레이의 원반(49')으로부터 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)을 제작하기 위한 전사 횟수를 제어함으로써, 재귀 반사 특성이 우수한 재귀성 반사판(48)을 제작한다.

구체적으로는, 전사 횟수를 조정함으로써 스퀘어 코너 큐브 어레이의 원반(49')의 오목부 및 볼록부 중, 재귀 반사에 기여하지 않는 면(불필요한 면)이 적은 쪽을 오목부(49b)로 하는 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)을 구성한다. 상기 스퀘어 코너 큐브 어레이(49)를 이용하여 재귀성 반사판(48)을 제작하면, 형상 정밀도는 저하시키지 않으면서, 보다 높은 재귀 반사 특성이 얻어진다.

도면을 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)의 구성을 설명한다.

도 13b 및 도 13c는 본 실시 형태에 있어서의 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)의 확대 단면도이다. 이상적인 형상을 구성하는 면 이외의 면을 「불필요한 면」이라고 하기로 하면, 본 실시 형태에 있어서의 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)에서는 오목부(49b)에서의 불필요한 면의 비율은 볼록부(49a)에서의 불필요한 면의 비율보다 작다. 볼록부(49a)의 정점 부근은 변형되거나(도 13b), 부분적으로 결손되거나(도 13c) 하므로, 둥근 모양을 한 형상을 갖고 있다. 따라서, 볼록부(49a)의 정점(97r)의 레벨은 이상적인 형상을 갖는 볼록부의 정점(97i)의 레벨보다 낮아진다. 한편, 오목부(49b)의 형상은 볼록부(49a)의 형상보다 이상적인 형상에 가깝다. 또, 본 명세서에서는 오목부(49b) 및 볼록부(49a)는, 광 입사측에서 볼 때 오목 형상, 볼록 형상을 갖는 부분을 각각 가리키는 것으로 한다.

스퀘어 코너 큐브 어레이(49)에서, 오목부(49b)와 볼록부(49a)에 있어서의 변형의 정도(불필요한 면의 비율)를 상대적으로 비교하는 방법의 하나로서, 오목부(49b)에서의 바닥점(98r)의 레벨과 이상적인 바닥점(98i)과의 레벨 차(h₂)와, 볼록부(49a)에서의 정점(97r)과 이상적인 정점(97i)과의 레벨 차(h₁)을 비교해도 된다. 이들 레벨 차(h₁, h₂)는, 예를 들면 오목부(49b) 및 볼록부(49a)에서의 표면의 요철을 각각 원자간력 현미경(AFM)으로 측정함으로써 구할 수 있다. 이 방법을 이용하면, 본 발명의 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)에서는, 오목부(49b)에서의 레벨 차 h₂는 볼록부(49a)에서의 레벨 차(h₁)보다 작아진다.

이러한 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)은, 예를 들면 다음과 같이 제작할 수 있다.

우선, 도 5a∼도 5d를 참조하여 설명한 방법과 마찬가지의 방법으로 웨트 에칭을 행한 후, 레지스트 패턴을 제거한다. 이 후, 도 5e를 참조하여 설명한 방법과 마찬가지의 방법으로 결정 성장을 행하면, 초기 단위 요소 어레이가 형성된다. 도 14a에 초기 단위 요소 어레이가 형성된 기판의 표면 부분의 단면도를 나타낸다. 이 기판의 표면은 능선부(111)(폭: 예를 들면 2.2㎛)를 제외하고는 {100}면으로 구성된다.

초기 단위 요소 어레이가 형성된 기판(61)에 대하여 레지스트 패턴(120)을 이용하여 웨트 에칭을 행하면, 능선부(111)를 구성하는 불필요한 결정면은 없어지지만, 기판(61)의 오목부의 바닥점(121)은 도 14b에 도시된 바와 같이 휨(122)을 갖게된다. 휨(122)은 {100}면을 테라스로 하는 원자 레벨의 다수의 단차가 형성된 영역으로, 거시적으로는 {100}면으로부터 경사진 면을 형성하고 있다. 그 후, 레지스트 패턴(120)을 제거한다. 이에 의해, 코너 큐브 어레이의 원반(49')이 얻어진다.

얻어진 코너 큐브 어레이의 원반(49')의 반사 표면은, 도 15a에 도시한 바와 같은 형상을 하고 있다. 도 15a는 도 7a의 XV-XV 단면도에 상당하는 도면이다. 즉, 바닥점(98r)의 부근에는, 소위 "잔사(unetched portion)"가 존재하고 있으며, 그 때문에 바닥점(98r)의 레벨은 이상적인 바닥점(98i)의 레벨보다 높아져 있다. 한편, 볼록부(49a)는 비교적 양호한 형상을 갖고 있고, 정점(97r)의 레벨은 이상적인 정점(97i)의 레벨과 거의 동일하다.

도 15a에 도시한 바와 같이 오목부(49b)를 구성하는 면 중 한면을 따라서, 오목부(49b)가 관찰되면, 상기 잔사는 대략 삼각형의 「띠」로서 인식된다(도 15b). 이 「띠」의 정점의 높이(H)를 측정하여, 높이(H)의, 코너 큐브의 배열 피치(p)(여기서는 p=10㎛)에 대한 비율(%)를 구한다. 이 비(H/p)의 크기에 의해서, 오목부(49b)에서의 변형 정도(즉, 불필요한 면의 비율)을 상대적으로 평가하기로 한다. 본 실시 형태에 있어서의 코너 큐브 어레이의 원반(49')의 H/p는 약 2.0%이다.

계속해서, 이 코너 큐브 어레이의 원반(49')의 패턴을 수지에 전사한다.

도 16의 (a)에 도시한 바와 같이 유리 등의 기판(예를 들면, 코닝사제 1737 유리)(130) 상에, 2P(Photo Polymer)법용의 전사 수지로서, 예를 들면 아크릴 수지(미츠비시레이온사제: MP-107)(131a)를 적하한 후, 코너 큐브 어레이의 원반(49')을 접착한다. 접착은 챔버(133) 내에서 감압 하에서 행한다. 이에 의해, 기포를 도입하지 않고, 기판(130)과 코너 큐브 어레이의 원반(49')과의 사이에 아크릴 수지(131a)를 충전할 수 있다. 또, 전사 수지로서, 아크릴계 수지 외, 이액성(two-part) 수지나, 사출 성형에 이용되는 열가소성 수지 등을 이용해도 된다.

이 후, 아크릴 수지(131a)를 경화시킨다. 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(130)을 석영판(135) 등의 위에 고정하고, 기판(130)에 프레스기(134)로 약 1kg/㎠의 압력을 걸면서, 아크릴 수지(131a)를 3J/㎠의 강도를 갖는 고압 수은등으로부터 방사되는 자외선(136)으로 조사한다. 또, 전사 수지의 종류에 따라서, 경화 방법이나 경화 조건은 서로 다르다. 전사 수지를 경화시키기 위해서, 가열하거나, 경화 촉진제를 첨가하기도 하거나 해도 된다.

계속해서, 기판(130) 및 코너 큐브 어레이의 원반(49') 양자를 해제하면, 도 16c에 도시된 바와 같이, 기판(130) 위에 형성된, 스퀘어 코너 큐브 어레이 형상을 갖는 수지층(제1 전사물)(131b)이 얻어진다. 이 수지층(131b)의 표면은 코너 큐브 어레이의 원반(49')의 형상을 반전시킨 형상을 갖고 있다. 즉, 수지층(131b)의 볼록부의 정점 부근은 미시적으로는 둥근 형상을 한 형상을 갖고 있다.

얻어진 수지층(131b)의 패턴을 전사하여, 제2 전사물을 형성한다. 여기서는 제2 전사물을 마스터 기판으로서 이용한다. 본 명세서에서는 "마스터 기판"은, 전사에 의해 최종 제품(49)을 얻기 위해서 이용하는 형(mold)을 의미한다. 마스터 기판의 형성은 공지의 방법에 의해서 행할 수 있다. 예를 들면, 도금법을 이용한 전기 주조법에 의해, 니켈(Ni) 등으로 이루어지는 마스터 기판을 형성할 수 있다. 전기 주조법도 전사 방법의 하나이므로, 마스터 기판의 형상은 코너 큐브 어레이의 원반(49')과 대략 동일한 형상이 된다. 또, 본 실시 형태에서는 마스터 기판은 제2 전사물에 한정되지 않고, 제n 전사물을 k번(k는 짝수)전사하면 된다.

마지막으로, 공지의 전사 방법으로 마스터 기판을 수지 재료 등에 전사함으로써, 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)이 얻어진다. 최종 제품(49)의 베이스 플레이트로서는 PET 등의 필름재를 이용해도 되고, TFT 소자 등이 배치된 기판이어도 된다. 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)의 표면 형상은 코너 큐브 어레이의 원반(49')의 형상을 반전시킨 형상이 된다. 따라서, 볼록부(49a)의 정점의 레벨은 이상적인 볼록부의 레벨보다 낮지만, 오목부(49b)는 이상적인 오목부에 가까운 형상을 갖고 있다.

본 실시 형태의 표시 장치에 있어서의 재귀성 반사판(48)은, 이러한 스퀘어 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)에, 필요에 따라 반사층(50)을 형성함으로써 얻어진다.

본 실시 형태에 있어서의 코너 큐브 어레이의 원반(49')은, GaAs 기판을 이용하여 제작하고 있지만, 대신에 Si 기판을 이용해도 된다. 또한, 원반(49')을 제작하는 방법도 상기한 방법에 한정되지 않고, 절삭 가공 등의 기계 가공을 행해도 된다.

마스터 기판의 재료는 특별히 한정되지 않는다. GaAs로 이루어지는 원반(49')을 직접 마스터 기판으로서 이용해도 되고, 원반(49')을 짝수회 또는 홀수회 전사함으로써, 기계적 강도가 우수한 재료(예를 들면, Ni)으로 이루어지는 마스터 기판(소위, Ni 스탬퍼)나, 실리콘 수지 등의 수지 재료로 이루어지는 마스터 기판을 제작해도 된다.

코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)의 제작 방법에 있어서, 중요한 것은 원하는 형상의 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)을 형성하기 위해서, 코너 큐브 어레이의 원반(49')으로부터 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)을 형성할 때까지 행하는 전사의 횟수를 제어하는 것이다.

예를 들면, 상술한 바와 같이 도 13a의 형상을 갖는 코너 큐브 어레이의 원반(49')이 제작되는 경우에는 홀수회의 전사를 행함으로써, 도 13a의 형상을 반전시킨 형상(도 13b 또는 도 13c)을 갖는 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)을 형성한다. 이에 대하여, 코너 큐브 어레이의 원반을 제작할 때에, 예를 들면 웨트 에칭 공정 후에 또한 결정 성장 공정을 행하면, 도 13b 또는 도 13c에 도시한 형상을 갖는 코너 큐브 어레이의 원반이 얻어진다. 이 경우에는 얻어진 원반을 짝수회 전사함으로써, 최종 제품(49)을 얻으면 된다. 또는 원반을 그대로 최종 제품(49)으로서 이용해도 된다.

또, 코너 큐브 어레이의 원반(49'), 마스터 기판 및 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49) 중 어디에 대해서도, 그 오목부와 볼록부에 있어서의 변형의 정도를 비교하기 위해서, 상술한 바와 같은 레벨 차(h₁, h₂)를 비교하는 방법을 이용할 수 있다.

다음으로, 샘플 반사판(D1)을 제작하고, 그 재귀 반사 특성을 평가하였으므로, 그 결과를 설명한다.

우선, 샘플 반사판(D1)은 다음의 방법으로 제작한다.

상술한 방법으로 제작한 코너 큐브 어레이의 원반(배열 피치:10㎛, H/p:2. 0%)(49')을 도 16a∼도 16c에 도시한 방법으로 아크릴 수지에 전사하면, 수지층(131b)이 얻어진다. 이 수지층(131b)의 코너 큐브 어레이 형상을 갖는 표면에, 진공 증착법에 의해, 은(Ag)으로 이루어지는 금속층(두께: 1500Å)(50)을 형성한다. 이에 의해, 코너 큐브 어레이 원반(49')을 홀수회(즉, 1회) 전사한 샘플 반사판(D1)이 얻어진다(도 17a). 또, 샘플 반사판(D1)은 간단함을 위해서, 감광성 수지를 이용한 전사를 1회 밖에 행하고 있지 않지만, 여러가지 방법에 의해서 홀수회 전사해도, 대략 마찬가지의 형상의 반사판이 제작된다.

또한, 비교를 위해서, 샘플 반사판(D1)의 형상을 반전시킨 형상을 갖는 샘플 반사판(D2)도 제작한다. 샘플 반사판(D2)는 원반(49')의 코너 큐브 어레이 형상을 갖는 표면에 직접 Ag으로 이루어지는 금속층(50)(두께: 1500Å)을 형성함으로써 얻어진다(도 17b). 또, 여기서는 샘플 반사판(D2)로서, 원반(49')인 GaAs 기판 그 자체를 이용하고 있지만, 원반(49')을 짝수회 전사해도, 샘플 반사판(D2)와 대략 마찬가지의 형상의 반사판이 얻어진다.

이러한 방법으로 얻어진 샘플 반사판(D1, D2)의 각각에 대하여, 도 1의 평가 장치(200)를 이용하여 재귀 반사율(Rr)을 측정한다. 측정 결과를 표 4에 나타낸다.

	마스터의 H/p	재귀성 반사율(Rr)
샘플 반사판(D1)	2.0%	50%
샘플 반사판(D2)	2.0%	38%

표 4로부터, 동일한 원반(49')을 이용하여, 동등한 형상 정밀도를 갖는 재귀성 반사판(48)을 구성해도, 재귀성 반사판(48)을 형성할 때의 전사 횟수에 의해, 재귀 반사 특성이 대폭 변하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 전사의 횟수를 제어함으로써, 볼록부에서의 불필요한 면의 비율이 오목부에서의 불필요한 면의 비율보다 큰 재귀성 반사판(48)을 구성하면, 재귀 반사 특성을 개선할 수 있다.

이와 같이 본 실시 형태에서는 코너 큐브 어레이의 최종 제품(49)의 전사 횟수를 변경함으로써, 최종 제품(49)의 불필요한 결정면의 위치를 제어할 수 있기 때문에, 재귀 반사성이 우수한 재귀성 반사판(48)을 구성할 수 있다. 이러한 재귀성 반사판을 이용함으로써, 높은 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다.

코너 큐브 어레이의 원반(49')을 제작할 때에, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 2개의 서로 다른 가공 공정을 반복하면, 또한 형상 정밀도가 높은 (즉, 잉여 부분이 작은) 원반(49')이 얻어지므로 유리하다. 예를 들면, 상술한 제작 방법에서는 최종 공정은 에칭 공정이지만, 그 후에 다시 결정 성장 공정, 에칭 공정을 반복함으로써, 원반(49')의 형상을 이상적인 형상에 가깝게 할 수 있다.

따라서, 상기 두 공정의 반복 횟수를 바꿔 복수의 원반(49')을 제작하여, 원반(49')의 잉여 부분의 비율과 최종 제품(49)의 재귀 반사 특성과의 관계를 조사했다. 여기서는 복수의 원반(49')의 각각에 대하여, 상기와 마찬가지의 방법으로, 서로 반전되는 형상을 갖는 2종류의 샘플 반사판(D1, D2)를 제작하고, 이들 재귀 반사율(Rr)을 도 1의 평가 장치(200)를 이용하여 측정한다. 측정 결과를 도 18에 도시한다.

도 18에 도시된 이 결과로부터, 형상 정밀도가 낮은(즉, H/p가 큰) 원반(49')을 이용해도, 전사 횟수를 제어하면, 재귀 반사 특성이 높은 재귀성 반사판을 구성할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 예를 들면, 2개의 서로 다른 가공 공정을 반복함으로써, H/p가 2.3% 이상의 원반(49')을 형성하면, 그 후에 행하는 전사의 횟수를 조정함으로써, 45% 이상의 재귀 반사율(Rr)을 나타내는 재귀성 반사판(48)을 제작할 수 있다. 마찬가지로, H/p가 2.0% 이하의 원반(49')을 형성하면, 그 후에 행하는 전사의 횟수를 조정함으로써, 50% 이상의 재귀 반사율(Rr)을 나타내는 재귀성 반사판(48)을 제작할 수 있다.

본 발명에 따르면, 재귀성 반사판을 구비하고, 표시 특성이 우수한 반사형 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성을 용이하게 평가할 수 있는 신뢰성이 높은 방법을 제공할 수 있기 때문에, 높은 표시 특성을 나타내는 반사형 표시 장치 제품을 안정적으로 공급할 수 있다.

본 발명이 바람직한 실시예에 관하여 설명되었지만, 다양한 방법으로 수정될 수 있고, 특히 전술한 실시예 외에, 많은 실시예를 가정할 수 있다는 것이 당업자에게는 분명할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어나는 모든 수정을 첨부된 청구 범위로 커버하는 것을 의도로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 재귀 반사 특성의 평가 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 이용하는 표시의 밝기의 측정 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 3은 재귀 반사율(Rr)과 표시의 밝기와의 관계를 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시 형태의 표시 장치의 단면도.

도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 바람직한 제1 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판의 제작 공정을 나타내는 평면도.

도 6a 내지 도 6i는, 도 5a 내지 도 5i에 도시된 제작 공정에 의해 얻어진 구조를 나타내는 단면도.

도 7a 및 도 7b 각각은 스퀘어 코너 큐브 어레이의 일부를 나타내는 평면도 및 사시도.

도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판의 제작에 이용하는 마스크의 형상을 나타내는 평면도.

도 9는 본 발명의 바람직한 제1 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판의 제작 공정에 있어서, 입체 형상 요소가 제작되는 모양을 설명하기 위한 개략적인 단면도.

도 10은 본 발명의 제2 실시 형태의 표시 장치의 단면도.

도 11은 본 발명의 제3 실시 형태의 표시 장치의 단면도.

도 12는 본 발명의 제3 실시 형태의 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 평면도.

도 13a 내지 도 13c는 스퀘어 코너 큐브 어레이의 구성예를 모식적으로 나타내는 확대 단면도.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판의 제작 공정을 설명하기 위한 단면도.

도 15a는 도 7a에 도시한 스퀘어 코너 큐브 어레이의 XV-XV 단면도.

도 15b는 도 7a에 도시한 스퀘어 코너 큐브 어레이의 오목부(49b)를 오목부(49b)를 구성하는 1면을 따라서 관찰한 평면도.

도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판을 제작할 때의 전사 공정을 설명하기 위한 도면.

도 17a 및 도 17b는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 재귀성 반사판의 재귀 반사 특성을 평가하기 위해서 이용한 샘플 반사판 D1 및 D2의 단면도.

도 18은 H/p와 재귀 반사율(Rr)과의 관계를 나타내는 그래프.

도 19는 재귀성 반사판을 구비한 종래의 반사형 표시 장치의 구성을 나타내는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

19 : 대

20 : 샘플 재귀성 반사판

21 : 대물 렌즈

22 : 하프 미러

23 : 수광부

24 : 투광부

25 : 빔 스폿

40 : 액정 셀

41, 42 : 투명 기판

43, 44 : 투명 전극

45, 46 : 배향 처리층

47 : 액정층

48 : 재귀성 반사판

49 : 스퀘어 코너 큐브 어레이

50 : 금속층

Claims

반사형 표시 장치에 있어서,

재귀성 반사층과,

상기 재귀성 반사층의 관찰자측에 배치되고, 광학 특성이 서로 다른 제1 상태와 제2 상태와의 사이에서 상태가 전환될 수 있는 변조층을 포함하고,

상기 재귀성 반사층은 2차원적으로 배열된 복수의 단위 구조를 갖고, 상기 단위 구조의 배열 피치는 250㎛ 이하이고,

상기 재귀성 반사층으로부터 반사되는 반사광을 7.5도의 콘각(cone angle)으로 수광하는 재귀 반사율 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 반사광의 강도의, 상기 재귀 반사율 측정 시스템을 이용하여 측정한 유전체 미러에 의한 반사광의 강도에 대한 비율로 정의된, 상기 재귀성 반사층의 재귀 반사율(Rr)이 45% 이상인

것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 재귀성 반사층의 재귀 반사율(Rr)이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 단위 구조는 스퀘어 코너 큐브인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 단위 구조의 배열 피치가 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 단위 구조의 배열 피치가 100㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 단위 구조의 배열 피치가 500㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 상태는 상기 변조층에 입사하는 광을 투과시키는 투과 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 변조층에 입사하는 광을 산란하는 산란 상태이며,

상기 표시 장치는, 상기 변조층이 상기 투과 상태일 때에 흑 표시 모드가 되고, 상기 변조층이 상기 산란 상태일 때에 백 표시 모드가 되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제7항에 있어서,

수광각을 3°로 설정한 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 흑 표시 모드의 휘도에 대한, 상기 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 백 표시 모드의 휘도의 비는 5 이상인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제7항에 있어서,

수광각을 3°로 설정한 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 흑 표시 모드의 휘도에 대한, 상기 휘도 측정 시스템을 이용하여 측정한 상기 백 표시 모드의 휘도의 비는 10 이상인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)을 변화시켜 상기 백 표시 모드의 밝기를 상기 휘도 측정 시스템으로 측정하면, 상기 재귀성 반사판의 재귀 반사율(Rr)이 커짐으로써 상기 백 표시 모드의 밝기가 커지는 액정 재료로 상기 변조층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
2차원적으로 배열된 복수의 단위 구조를 갖고, 상기 단위 구조의 배열 피치가 250㎛ 이하인 재귀성 반사판의 재귀 반사율을 평가하는 방법으로서,

(a) 소정의 집광각을 갖는 대물 렌즈를 통하여, 상기 재귀성 반사판에 광을 집광하는 공정,

(b) 상기 재귀성 반사판에 집광된 후 상기 재귀성 반사판에 의해 반사된 광을 상기 대물 렌즈로 수광하는 공정,

(c) 상기 수광한 상기 재귀성 반사판에 의한 반사광의 강도(I₁)을 측정하는 공정,

(d) 상기 대물 렌즈를 통해서, 유전체 미러에 광을 수직으로 입사시키는 공정,

(e) 상기 유전체 미러에 입사된 광의 상기 유전체 미러에 의한 반사광을 상기 대물 렌즈로 수광하는 공정,

(f) 상기 수광한 상기 유전체 미러에 의한 반사광의 강도(I_r)을 측정하는 공정, 및

(g) 상기 공정(c)에서 측정한 상기 강도(I₁)의, 상기 공정(f)에서 측정한 상기 강도(I_r)에 대한 비율(I₁/I_r)이 45% 이상인지의 여부를 판단하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
제11항에 있어서,

상기 소정의 집광각은 20°이하인 것을 특징으로 하는 평가 방법.
제11항에 있어서,

상기 공정(a)는 상기 광을 집광함으로써 상기 재귀성 반사판에 빔 스폿을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 빔 스폿의 직경은 상기 단위 구조의 상기 배열 피치의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 평가 방법.
제13항에 있어서,

상기 단위 구조는 스퀘어 코너 큐브인 것을 특징으로 하는 평가 방법.