(57)【要約】      （修正有）【課題】高い反射率を維持しつつ、虹色の色付きを抑制することのできる反射板およびこれを備えた液晶表示装置の提供。【解決手段】反射板３０は、複数の凸部（凹部）３０１をランダム配置した凸凹形状を有し、隣接する凸部３０１の間隔の平均値ｄave（μｍ）が条件式（１）を満足する。好ましくは、隣接する凸部３０１の間隔の標準偏差ｄσ（μｍ）が条件式（２）を満足する。より好ましくは、凸凹形状のｈfactor（＝凸凹高さの標準偏差／凸凹高さの平均値）が条件式（３）を満足する。反射板３０の凸凹形状が最適化され、回折の干渉効果を十分に保持しつつ、適切なランダム性が付与される。但し、０．８≦ａ≦１．１１、ｍを回折次数（｜ｍ｜は１以上の整数）とする。  ｄave＝（ａ±０．１）×｜ｍ｜      ・・・・・（１）  ｄσ＞０．０８２ｄave＋０．１３     ・・・・・（２）  ｈfactor＞−０．００９ｄave＋０．１７      ・・・・・（３）【選択図】図３
2008122820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凸部と凹部とがランダムに配置されてなる凸凹形状を表面に有する反射板であって、
前記凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の平均間隔ｄave（μｍ）が、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする反射板。
ｄave＝（ａ±０．１）×｜ｍ｜                ・・・・・（１）
但し、
ｍ：回折次数（｜ｍ｜は1以上の整数）
ａ：０．８≦ａ≦１．１１を満たす変数
とする。
【請求項２】
さらに、前記凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の間隔の標準偏差ｄσ（μｍ）が、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１記載の反射板。
ｄσ＞０．０８２ｄave＋０．１３          ・・・・・（２）
【請求項３】
さらに、前記凸凹形状のｈfactor（＝凸凹高さの標準偏差／凸凹高さの平均値）が、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１記載の反射板。
ｈfactor＞−０．００９ｄave＋０．１７    ・・・・・（３）
【請求項４】
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に設けられた液晶層と、
前記一対の基板の前記液晶層に対向する面の少なくとも一部の領域に、以下の条件式を満足する反射板を備えた
ことを特徴とする液晶表示装置。
ｄave＝（ａ±０．１）×｜ｍ｜                ・・・・・（１）
但し、
ｄave：凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の平均間隔（μｍ）
ｍ：回折次数（｜ｍ｜は1以上の整数）
ａ：０．８≦ａ≦１．１１を満たす変数
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を拡散反射させる反射板およびこれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報端末などのモバイル機器の普及に伴い、フルカラー表示が可能な中型および小型の液晶表示装置の需要が高まっている。また、バックライトを必要とせず、低消費電力を実現できる反射型の液晶表示装置が注目されている。ところが、反射型あるいは反射型と透過型との併用型の液晶表示装置は、透過型のものに比べて、表示画質の品位が低く、フルカラー表示に向けて改善が望まれている。
【０００３】
このような反射型あるいは併用型の液晶表示装置では、太陽光や室内灯等の外光を反射させて表示を行うため、反射板の性能がその表示画質を決定する重要な要素となる。反射板の性能としては、特に、画質品位を低下させる要因となる色つきが抑制されていることが求められている。そこで、反射板の形状、例えば、反射板の表面に設けられた凹凸間のピッチ、高さ、ランダム性、傾斜角度分布等を制御して、最適化を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００４】
具体的には、特許文献１では、ランダムな凸凹構造を有する反射板において、隣接する凸部間あるいは凹部間の距離分布グラフの半値幅を隣接する凸部あるいは凹部間の距離の平均値で規格化した値が０．３〜０．９の範囲となるように設定する技術が開示されている。また、特許文献２では、反射板に、散乱あるいは反射する微小な複数の素子を配置して、光学特性の異なる複数の領域を設ける技術が開示されている。また、特許文献３では、ランダムな凸凹構造を有する反射板において、凹凸の中心点間距離のうちで、累積相対度数が９０％となる中心点間距離と、累積相対度数が１０％となる中心点間距離との関係を最適化する技術が開示されている。また、特許文献４では、１つの凸凹面形状に隣接する２つ以上の凸凹面形状と距離の最大値と最小値の差に平均距離の５％以上の不均一性を与える技術が開示されている。
【０００５】
一方、外光下での視認性向上を考えた場合、外光、即ち、晴天下の太陽光線で液晶表示装置を見た場合に、最も反射率が高くなるように反射板の形状を制御することが重要である。この反射率を高める方法は種々考えられるが、回折を利用する方法が最も効果的であり、その際、一般的に次のようにして反射板の設計を行うことができる。
【０００６】
外光下における光学系は、点光源から出た平行光線による反射と考える事ができ、市販の測定装置により、入射、或いは出射角度を固定し、出射、或いは入射角度を変化させることで、評価を行うことが可能である。このような光学系において、点光源、液晶表示装置および観測者にとって最適な角度関係は、それらが同一平面上にあるとした場合、液晶表示装置の基板面に対する法線と、点光源、観測者とのなす角度が、それぞれ−３０°、０°の時であることが、これまでの人間工学的研究により最も多く示されている見解であり、ＪＥＩＴＡにおいても、点光源での測定では、−３０°投光、０°受光の光学系おける測定が、業界標準の液晶表示装置の反射率測定方法であると定められている。その他、アプリケーション、想定している環境の違いによって、−３０°投光、０°〜１０°受光の光学系における評価を採用する場合も存在する。
【０００７】
従って、−３０°入射、０°出射の条件下において、反射率を向上させることが最も効果的であるため、反射板上の凸間、或いは凹間のピッチを、−３０°投光、０°受光の回折条件となるように制御する。なお、回折条件は以下の式（Ａ）により与えられ、これを満足することにより、干渉によって強度が強められる。ただし、ｍは回折次数（ｍ＝−１，−２，−３，・・・）、λは波長、ｎは屈折率、ｄは周期性を有する構造物の間隔、θは入射角度、βは回折角度を示す。なお、このとき、入射角を負でなく正の値にとれば、ｍは正の値（ｍ＝１，２，３，・・・）が最適条件となる。
ｍ・λ＝ｎ・ｄ・（sinθ＋sinβ）・・・・・・（Ａ）  
【０００８】
また、回折次数（ｍ）は正反射となる０次を除くと、１次回折が最も反射率が高く、以後、２次、３次、・・・と次数が大きくなるにつれて反射率は低下することが一般的に知られている。
【特許文献１】特開平５−３１３１４０号公報
【特許文献２】特開平７−１３１３９号公報
【特許文献３】特開平１１−１７４４３６号公報
【特許文献４】特開平７−２５３５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献では、表示画質において色つきを抑制するための指針は示されているものの、点光源環境下では反射率を大幅に低下させてしまうという問題がある。そこで、反射率を高めるために、上記のような回折を利用する場合、反射板凸凹ピッチは、特定の波長に対してのみ回折条件を満たすため、凸凹ピッチのランダム度合いが低い場合には、観察角度により著しい色付きが生じてしまい、その結果、液晶パネルとしての表示画質を低下させてしまうという問題がある。従って、あらゆる凸凹間ピッチに対する適切なランダム度合いの指針となっている訳ではない。このため、高い反射率を維持しつつ、色付きを抑制することのできる反射板およびこれを用いた液晶表示装置の実現が望まれていた。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い反射率を維持しつつ、色付きを抑制することのできる反射板およびこれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による反射板は、複数の凸部と凹部とがランダムに配置されてなる凸凹形状を表面に有する反射板であって、凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の平均間隔が、以下の条件式を満足するものである。但し、ｄaveを凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の平均間隔（μｍ）、ｍを回折次数（｜ｍ｜は１以上の整数）、ａを０．８≦ａ≦１．１１を満たす変数とする。
ｄave＝（ａ±０．１）×｜ｍ｜                ・・・・・（１）
【００１２】
本発明による液晶表示装置は、対向配置された一対の基板と、一対の基板間に設けられた液晶層と、一対の基板の液晶層に対向する面の少なくとも一部の領域に、複数の凸部と凹部とがランダムに配置されてなる凸凹形状を表面に有すると共に、以下の条件式を満足する反射板を備えたものである。但し、ｄaveを凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の平均間隔（μｍ）、ｍを回折次数（｜ｍ｜は１以上の整数）、ａを０．８≦ａ≦１．１１を満たす変数とする。
ｄave＝（ａ±０．１）×｜ｍ｜                ・・・・・（１）
【００１３】
本発明による液晶表示装置では、凸凹形状の隣接する凸部もしくは凹部の間隔が最適化された反射板を用いることにより、回折による十分な干渉効果を保持しつつ、ランダム性が付与される。これにより、高い反射率を低減させることなく、虹色の色付きが抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の反射板によれば、複数の凸部と凹部とがランダムに配置されてなる凸凹形状を表面に有し、凸凹形状の隣接する凸部間もしくは凹部間の平均間隔が、所定の条件式を満足するようにしたので、高い反射率を維持しつつ、虹色の色付きを抑制することができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置によれば、対向配置された一対の基板と、一対の基板間に設けられた液晶層と、一対の基板の液晶層に対向する面の少なくとも一部の領域に、複数の凸部と凹部とがランダムに配置されてなる凸凹形状を表面に有すると共に、以下の条件式を満足する反射板を備えるようにしたので、高い反射率を維持しつつ、色付きの抑制された表示を実現できるため、視認性を効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の断面構造を表すものである。この液晶表示装置は、反射型および透過型の表示モードを併用した液晶表示装置（以下、併用型液晶表示装置という。）であり、例えば、携帯型のモバイル機器等に好適に用いられるものである。この液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板１０と、ＣＦ（Color Filter；カラーフィルタ）基板２０との間に、液晶層４０を備えている。また、一つの画素内に、反射表示部５０Ａと透過表示部５０Ｂとを有しており、特に、反射表示部５０Ａにおいて、ＴＦＴ基板２０上に、所定の構造を有する反射板３０が設けられている。なお、簡便化のため、図１では、ＴＦＴ基板１０およびＣＦ基板２０の具体的な構成については省略している。
【００１８】
ＴＦＴ基板１０は、ガラス基板１０Ａの上に、例えば、マトリクス状に複数の画素電極１０Ｂが配置されたものである。ここで、このＴＦＴ基板１０には、図２に示したように、画素電極１０Ｂごとに、反射表示部５０Ａと透過表示部５０Ｂとが設けられている。また、ＴＦＴ基板１０は、複数の画素電極１０Ｂを、それぞれ駆動するＴＦＴスイッチング素子（図示せず）や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線１００およびソース線２００等が配置されることにより構成されている。
【００１９】
反射表示部５０Ａは、ＴＦＴ基板１０の画素電極１０Ｂ上に、反射板３０を配置したものである。反射表示部５０Ａは、併用型液晶表示装置の場合、画素内の一部の領域に設けられ、その面積は装置の仕様や用途により決定される。なお、完全反射型の液晶表示装置の場合は、画素電極１０Ｂの全面にわたって反射板３０を配置するようにする。
【００２０】
反射板３０は、例えば、表面に金属膜３０Ｂを有する樹脂層３０Ａにより構成されている。樹脂層３０Ａは、ランダムに配置された複数の凸部（あるいは凹部）３０１（以下、単に凸凹形状という。）を、その表面に有しており、樹脂層３０Ａは、例えば、フォトレジスト等の感光性樹脂により構成されている。金属膜３０Ｂは、樹脂層３０Ａの凸凹形状に沿って形成され、反射板３０の表面において、外光を反射させる機能を有している。この金属膜３０Ｂは、高反射率の金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の金属あるいは合金を用いて構成されている。なお、以下では、反射板３０の凸凹形状について、凸部３０１を用いて説明しているが、凸部および凹部は互換性を有しており、どちらを基準にしても本発明の効果を達成することができる。
【００２１】
なお、反射板３０は、少なくとも表面に光を反射させる金属層を有し、表面の凸凹形状が上記条件式を満足していればよく、その積層構造や材料等が上述のものに限定される訳ではない。
【００２２】
この反射板３０の凸凹形状は、その凸部３０１が、図２に示したように、ＴＦＴ基板１０（画素電極１０Ｂ）上で、ランダムに配置されている。特に、隣接する凸部３０の間隔（以下、凸部間隔という。）ｄ（μｍ）の平均値（以下、凸部平均間隔という。）ｄave（μｍ）が、以下の条件式を満足する。但し、ｍは回折次数（｜ｍ｜は１以上の整数）、ａは０．８≦ａ≦１．１１を満たす変数とする。
ｄave＝（ａ±０．１）×｜ｍ｜          ・・・・・（１）
【００２３】
また、凸部間隔ｄの標準偏差（以下、凸部間隔標準偏差という。）をｄσ（μｍ）とすると、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｄσ＞０．０８２ｄave＋０．１３      ・・・・・（２）
【００２４】
さらに、（凸凹高さの標準偏差／凸凹の高さの平均値）をｈfactorとすると、以下の条件式を満足することが好ましい。なお、凸凹高さとは、凸凹形状の凸部の頂点と凹部底面の頂点との高さの差を示す。
ｈfactor＞−０．００９ｄave＋０．１７  ・・・・・（３）
【００２５】
なお、反射板の凸凹形状が、上記条件式（１）〜条件式（３）を満足するように設計されているかについては、例えば、光学顕微鏡、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope；原子間力顕微鏡）、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査電子顕微鏡）等を用いて容易に測定、評価することが可能である。具体的には、以下のように測定する。
【００２６】
図３に、反射板３０の平面模式図を示す。条件式（１）および条件式（２）については、ある一つの凸部３０１（あるいは凹部）に隣接する幾つかの凸部３０１（あるいは凹部）の各々の頂点の間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５を測長し、同様の作業を全ての凸部３０１（あるいは凹部）に対して、繰り返し行う。このような手順で、測長したｄ１〜ｄｎの数値から、平均間隔ｄave、標準偏差ｄσが導出され、条件式（１）、条件式（２）を満足する構成か否かを判断することが可能である。
【００２７】
図４に、反射板３０の断面模式図を示す。条件式（３）については、凸部の高さｈＴ１，ｈＴ２，ｈＴ３，・・・，ｈＴｎと、凹部の高さｈＢ１，ｈＢ２，ｈＢ３，・・・，ｈＢｎとをそれぞれ測定し、凸部の高さと凹部の高さの差を求める。これらの数値から、凸凹高さの平均値および標準偏差を算出し、条件式（３）を満足する構成か否かを判断することが可能である。
【００２８】
一方、ＣＦ基板２０は、例えば、ガラス基板２０Ａ上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタ（図示せず）と、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極２０Ｂとが配置されたものである。
【００２９】
液晶層４０は、例えば、液晶分子４０１と液晶骨格としての高分子材料とを含む液晶により構成されている。液晶材料としては、ＴＮ（Twisted Nematic；ねじれネマティック）液晶をはじめ、様々な表示方式の液晶を用いることができ、液晶分子４０１は、ポジ型であってもネガ型であってもよい。また、反射板３０の凸凹形状は、この液晶層４０の媒質によらず設計される。なお、画素電極１０Ｂ（反射板３０が形成されている領域では、反射板３０の表面）および対向電極２０Ｂの液晶層３０と対向する面には、液晶分子３０１の配列方向を規制するための配向膜（図示せず）が設けられている。
【００３０】
このような構成の液晶表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。
【００３１】
まず、ガラス基板１０Ａ上に、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等よりなる画素電極１０Ｂと、ゲート線１００、ソース線２００、ＴＦＴスイッチング素子（図示せず）等を設けたのち、画素電極１０Ｂ上の少なくとも一部の領域に、反射板３０を設けることにより、ＴＦＴ基板１０を形成する。
【００３２】
反射板３０は、次のようにして形成する。まず、画素電極１０Ｂ上の選択的な領域に、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジストの塗布、露光および現像により、樹脂層３０Ａを形成する。このとき、フォトマスクの開口部の配置、密度、大きさ、および露光や現像に要する時間等の条件を適宜設定することにより、ランダム配置された凸部３０１を形成する。但し、このとき、形成される凸凹形状が上述の条件式（１）を満足するようにする。さらに好ましくは、条件式（２）、条件式（３）を満足するようにする。続いて、形成した樹脂層３０の表面に、例えば蒸着法，スパッタリング法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学的気相成長）法により、金属膜３０Ｂを、樹脂層３０の凸凹形状に沿って形成する。
【００３３】
あるいは、反射板３０は、ガラス等の基板上に上記樹脂層３０Ａ、金属膜３０Ｂを予め形成しておき、画素電極１０Ｂ上に配置するようにしてもよい。また、金属膜３０Ｂを画素電極として機能させるような構成としてもよい。
【００３４】
一方、ガラス基板２０Ａ上に、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等よりなる対向電極２０Ｂを、例えばスパッタ法等を用いて、有効表示領域のほぼ全面にわたって設けることにより、ＣＦ基板２０を形成する。
【００３５】
次に、画素電極１０Ｂおよび対向電極２０Ｂのそれぞれの表面（反射板３０の表面を含む）に、配向膜を形成したのち、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とを、電極１０Ｂ，２０Ｂ上の配向膜が対向するように、球状あるいは柱状のスペーサを挟んで重ね合わせ、シール材により接着する。続いて、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との間に上述の液晶を注入してシール材を硬化させ封止することにより、液晶層４０を形成する。以上により、図１に示した液晶表示装置が完成する。
【００３６】
次に、このような液晶表示装置の作用・効果について説明する。
【００３７】
この液晶表示装置では、例えば、画素電極１０Ｂと対向電極２０Ｂとの間に所定の電圧が印加されると、液晶層４０内の液晶分子４０１の配列が遷移することにより、液晶層４０内の光の透過量が調節されて表示が行われる。このとき、液晶層４０の反射表示部５０Ａでは、ガラス基板２０Ａを介して入射した太陽光や室内灯の光が、反射板３０の凸凹形状によって拡散反射されたのち、ガラス基板２０Ａの上方へ出射される。
【００３８】
特に、反射板３０の表面を、ランダムに複数の凸部（凹部）３０１が設けられた凸凹形状とし、かつ条件式（１）を満足するようにすることにより、凸部間隔ｄが最適化され、回折の干渉効果が十分に保持されたまま、ランダム性が付与される。これにより、高い反射率を維持しつつ、虹色の色付きを抑制することができる。また、この効果は、人間工学上受光に最適な角度（液晶表示装置の基板面に垂直な方向を０°として、−３０°で入射した光を、０°〜１０°で出射させる角度）で観察する際に、最も有効である。以下、条件式（１）の具体的な作用、効果について説明する。
【００３９】
まず、基板法線方向を０°とした場合、入射角度−３０°、出射角度０°における反射板３０の凸部間隔ｄの最適解を考える。このとき、入射光の波長は５５５（ｎｍ）を中心に考える。その理由は、図６に示すように人間の視感度が最も高く、反射率向上に最も寄与する波長のためである。一次回折の場合、以下の回折方程式、
ｍ・λ＝ｎ・ｄ・（sinθ＋sinβ）            ・・・・・・（Ａ）  
に基づき計算を行うと、凸部間隔ｄに対する回折角度（出射角度）は、図５に示したようになる。但し、ｍは回折次数（ｍ＝−１，−２，−３，・・・）、λは波長、ｎは屈折率、ｄは周期性を有する構造物の間隔、θは入射角度、βは回折角度を示す。
【００４０】
図５に示したように、回折次数ｍ＝−１，−２，−３のそれぞれの場合において、回折角度が０°となるのは、凸部間隔ｄが、それぞれ、１．１１、２．２２、３．３３（μｍ）の時であることが分かる。つまり、回折次数ｍの時に、回折角度が０°となる凸部間隔ｄは、｜１．１１ｍ｜（μｍ）となる。なお、この関係は、液晶、配向膜等の反射板３０を覆う媒質の屈折率には一切左右されない。
【００４１】
次に、上記において、出射角度を０°〜１０°とした場合の反射板３０の凸部間隔ｄの最適解について考える。図５より、回折次数ｍ＝−１，−２，−３のそれぞれの場合において、出斜角度が１０°となるのは、凸部間隔ｄが、それぞれ、０．８、１．６、２．４（μｍ）、すなわち、回折次数ｍに対して、｜０．８ｍ｜（μｍ）のときであることが分かる。従って、入射角度−３０°、出射角度０°〜１０°における、凸部間隔ｄの最適解は、ａ×｜ｍ｜（μｍ）（但し、０．８≦ａ≦１．１１、ｍ＝−１，−２，−３，・・・）であることが導かれる。
【００４２】
一方、上記では、視感度が最も高い５５５（ｎｍ）を中心波長としたが、図６に示したように、この波長が多少シフトしたとしても、十分許容可能な視感度を達成することができる。また、液晶表示装置における実際の設計を考えた場合、ＲＧＢ画素の中で、Ｇ画素中における反射板３０の凸部間隔ｄを最適化して、Ｇ画素の透過スペクトルを制御することが、反射特性の向上にとって最も重要である。従って、これらを考慮すると、適切な波長範囲は５００〜６００（ｎｍ）となり、凸部間隔ｄは（ａ±０．１）×｜ｍ｜（μｍ）となる。
【００４３】
ところで、以上により、入射角度−３０°の点光源の下で、反射率を最大にする反射板３０の凸部間隔ｄに関する指針が導かれたが、このままでは、回折角度が波長により異なるため反射板３０が虹色に色付き、著しく視認性が低下したものしか得られない。図７に、凸部平均間隔ｄaveが１．１１（μｍ）の反射板３０に対して、入射光の波長が４５０（ｎｍ）、５５０（ｎｍ）、６５０（ｎｍ）の場合における受光角度に対する反射率（反射プロファイル）を示す。図７に示したように、反射プロファイルのピーク形状が明瞭で、波長により角度が異なっているために、虹色の色付きとして観察者に認識されてしまう。よって、虹色干渉による画質の低下を防ぐためには、反射板３０の凸凹配置を完全な規則配置にするのではなく、規則配置から若干位置をずらすことによってランダム性を付与することが不可欠である。
【００４４】
図８には、凸部平均間隔ｄaveが１．１１（μｍ）のとき、凸凹配置のランダム性を増加させていった場合の反射プロファイルを示す。なお、上記のように凸凹形状の最適化を行っていない従来の反射板の反射率をリファレンスとして示す。また、ランダム性の付与の仕方は、４回対称に規則配置した凸凹を、所定の位置からそれぞれ最大変位量を（ａ）０．１、（ｂ）０．２、（ｃ）０．３、（ｄ）０．４、（ｅ）０．５（μｍ）として乱数により変化させた。図８に示したように、観測角度０°における反射率は、ランダム性を増加させるに従って低下するものの、従来の反射板に比較すると、大幅に向上することがわかる。
【００４５】
従って、ランダム配置された凸凹形状において、凸部間隔ｄの平均値（凸部平均間隔ｄave）が、条件式（１）を満足するようにすることにより、回折効果による高い反射率を維持しつつ、虹色の色付きを抑制することができる。
【００４６】
特に、５５５（ｎｍ）の波長において、凸部間隔ｄの最適化を図った場合、従来の４倍程度以上の反射率を達成することができる。ここで、波長範囲を５００〜６００（ｎｍ）と広げた場合、反射率は、５５５（ｎｍ）の場合の４分の１程度にまで低減する。ところが、本実施の形態では、従来よりも４倍程度以上の反射率を維持できるので、上述のように、視感度とＧ画素の透過スペクトルを考慮して、波長範囲を５００〜６００（ｎｍ）と広くとったとしても、従来の反射板よりも反射率を低減させることはない。
【００４７】
続いて、条件式（２）および条件式（３）の作用・効果について説明する。
【００４８】
図９には、虹色の色付きを示す指標として、各観測角度におけるスペクトルより計算した彩度Ｃａｂ*の平均値と標準偏差を示す。ここで、Ｃａｂ*とは、以下の式、
Ｃａｂ*＝｛（ａ*）２＋（ｂ*）２｝１／２                ・・・・・（Ｂ）
ａ*＝５００｛（Ｘ／Ｘｎ）１／３＋（Ｙ／Ｙｎ）１／３｝  ・・・・・（Ｃ）
ｂ*＝２００｛（Ｙ／Ｙｎ）１／３−（Ｚ／Ｚｎ）１／３｝  ・・・・・（Ｄ）
で定義され、Ｘ、Ｙ、Ｚは各観測点における三刺激値、Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎは完全拡散反射面の三刺激値である。これらの関係から、ランダム性の増加と共に彩度Ｃａｂ*の平均値と標準偏差の値は小さくなっていることから、虹色の色付きとして視認されにくくなっていることが分かる。ここで、Ｃａｂ*の平均値が２５以下、かつＣａｂ*の標準偏差が２０以下の場合に、虹色の色付きが許容できるレベルになるので、凸凹配置の最大変位量が０．４（μｍ）以上の場合に、虹色の色付きが許容範囲内に収まることが分かる。また、図１０は、このときの各凸部間隔ｄの頻度について示したものであるが、凸部間隔標準偏差ｄσは約０．２（μｍ）となっていた。従って、凸部平均間隔ｄaveが１．１１（μｍ）の時は、凸部間隔標準偏差ｄσが０．２（μｍ）以上となるようなランダム性を付与することにより、虹色の色付きが許容範囲内に収まることがわかる。
【００４９】
次に、図１１に、凸部間隔ｄ（μｍ）が、１．１１、２．２２、４．４４、７．７７、９．９９の場合において、虹色の色付きを上記許容レベルとするために必要な、凸部間隔ｄのランダム性を調べた結果を示す。具体的には、凸部平均間隔ｄaveに対する凸部間隔標準偏差ｄσの関係がプロットされている。図１０に示したように、これらの関係は、ほぼ線形となり、ｄσ＝０．０８２ｄave＋０．１３で近似されることが分かる。従って、条件式（２）を満足するようにすれば、反射板３０の凸凹形状に対して、より適切なランダム性が付与され、虹色の色付きをより効果的に抑制し、これを許容範囲内とすることができる。
【００５０】
さらに、凸凹形状の適切なランダム性に関しては、凸部間隔ｄに限らず、凸凹高さｈの調整によっても付与することが可能である。図１２は、凸部間隔ｄを変化させた場合において、凸凹高さｈのランダム性と虹色の色付きを許容できるレベルとの関係を調べた結果である。具体的には、凸部平均間隔ｄaveに対するｈfactor＝（凸凹高さの標準偏差）／（凸凹高さの平均値）の関係がプロットされている。従って、条件式（３）を満足するようにすることにより、虹色の色付きを許容できる程度にまで抑制することができる。
【００５１】
以上示したように、反射板３０のランダムな凸凹形状が、条件式（１）を満足し、さらには条件式（２）あるいは条件式（３）を満足することにより、高い反射率を維持しつつ、虹色の色付きを効果的に抑制することができる。また、このような反射板を液晶表示装置が備えていることにより、高い表示画質を実現でき、視認性を向上させることができる。また、併用型の液晶表示装置の場合、反射率が向上することで、その分、反射板３０の面積を縮小することができるため、開口率が向上し、バックライトの光源数の低減、通電量の低減により、消費電力を大幅に削減することが可能となる。
【００５２】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、反射板３０を備えた反射表示部５０Ａを画素ごとの一部の領域に設けるようにしたが、これに限定されず、画素の全面あるいは、選択的な画素にのみ設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、基板の法線を０°とした場合に、光が−３０°で入射し、０°〜１０°で出射する受光条件で説明したが、本発明の効果は、この受光条件に限定される訳ではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示したＴＦＴ基板の平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る反射板の平面模式図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る反射板の断面模式図である。
【図５】凸部間隔に対する回折角度の関係を表す特性図である。
【図６】波長に対する視感度の関係を表す特性図である。
【図７】受光角度に対する反射率の関係を表す特性図である。
【図８】受光角度に対する反射率の関係を表す特性図である。
【図９】彩度の平均値に対する標準偏差の関係を表す特性図である。
【図１０】凸部間隔に対する頻度の関係を表す特性図である。
【図１１】凸部平均間隔に対する凸部間隔標準偏差の関係を表す特性図である。
【図１２】凸部平均間隔に対する凸凹高さの（標準偏差／平均値）の関係を表す特性図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…ＴＦＴ基板、２０…ＣＦ基板、１０Ａ，２０Ａ…ガラス基板、１０Ｂ…画素電極、２０Ｂ…対向電極、３０…反射板、３０Ａ…樹脂層、３０Ｂ…金属膜、４０…液晶層、５０Ａ…反射表示部、５０Ｂ…透過表示部、３０１…凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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