(57)【要約】【課題】反射体に入射した光の反射光を反射体に対する法線方向に近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有する反射体の提供。【解決手段】基材の表面に複数の凹部１６３が形成され、凹部１６３の内面が、非球面の一部である周縁曲面１６４ａと、周縁曲面１６４ａに囲まれた位置に存在する平面１６４ｂとを連続させた面からなり、複数の凹部１６３は、各々が凹部１６３の最深点Ｄを通過する特定縦断面Ｙを有し、特定縦断面Ｙは、その内面の形状が、凹部１６３の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ｊと、第１曲線Ｊに連続して、最深点Ｄから第１直線Ｌに至る第２曲線Ｋと、この第２曲線Ｋに連続して、第３曲線Ｍに至る第１直線Ｌと、第１直線Ｌに連続して、他の周辺部Ｓ２に至る第３曲線Ｍとからなり、第２曲線Ｋの曲率半径Ｒ２は第１曲線Ｊの曲率半径Ｒ１より大きく、第２曲線Ｋと第３曲線Ｍの曲率半径は等しい反射体。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成した金属膜または基材の表面に光反射性を有する複数の凹部が形成され、前記凹部の内面が、非球面の一部である周縁曲面と、該周縁曲面に囲まれた位置に存在する平面とを連続させた面からなり、前記複数の凹部は、各々が凹部の最深点を通過する特定縦断面を有し、前記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点に至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、凹部の最深点から第１直線に至る第２曲線と、この第２曲線に連続して、第３曲線に至る第１直線と、この第１直線に連続して、他の周辺部に至る第３曲線とからなり、前記第２曲線の曲率半径は前記第１曲線の曲率半径より大きく、前記第２曲線と第３曲線の曲率半径は等しいことを特徴とする反射体。
【請求項２】
基材上に形成した金属膜または基材の表面に光反射性を有する複数の凹部が形成され、前記凹部の内面が、球面の一部である周縁曲面と、該周縁曲面に囲まれた位置に存在する平面とを連続させた面からなり、前記複数の凹部は、各々が凹部の最深点を通過する特定縦断面を有し、前記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点を通って第１直線に至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、第２曲線に至る第１直線と、この第１直線に連続して、他の周辺部に至る第２曲線とからなり、前記第１曲線と第２曲線の曲率半径は等しいことを特徴とする反射体。
【請求項３】
前記平面の形状は、平面視矩形状又は円弧状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射体。
【請求項４】
前記平面は、前記特定縦断面を通る軸に対して線対称となるように前記凹部内に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射体。
【請求項５】
前記平面は、前記特定縦断面を通る軸に対して非線対称となるように前記凹部内に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射体。
【請求項６】
前記凹部の深さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成され、前記複数の凹部は隣接する凹部のピッチが２μｍ以上５０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反射体。
【請求項７】
前記球面の一部である周縁曲面は、傾斜角分布が−３５度以上＋３５度以下の範囲に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の反射体。
【請求項８】
前記反射体は、入射光の正反射角度に対して非対称の反射率分布を有し、しかも反射率の最大値が入射光の正反射角度より小さい反射角度範囲にある非ガウス分布型の反射特性を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射体。
【請求項９】
前記反射体の反射率分布を示すグラフのプロファイルが階段状であり、前記反射率の最大値は前記階段状のプロファイルの頂部に存在することを特徴とする請求項８に記載の反射体。
【請求項１０】
前記反射体の基材又は金属膜の厚みが８ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射体。
【請求項１１】
液晶層を挟んで対向する基板の一方の基板の内面側に電極および配向膜を該一方の基板側から順に設け、他方の基板の内面側に電極および配向膜を該他方の基板側から順に設けた液晶セルの前記一方の基板の外面側または前記一方の基板とこれの内面側に設けられた電極の間に請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の反射体を設けたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射体及びこの反射体を備えた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、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。また、半透過型液晶表示装置は、外光が十分得られない環境においてはバックライトを点灯させて透過モードで動作し、外光が十分得られる場合にはバックライトを点灯させない反射モードで動作するものであり、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ（ノート型ＰＣ）等の携帯電子機器に多く用いられている。
【０００３】
従来の反射型液晶表示装置としては、反射モードＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）方式用の液晶セルの内側あるいは外側にＡｌ膜を用いた鏡面反射体が備えられたものが知られている。
上記のような反射型液晶表示装置が携帯電話やノート型ＰＣ等の携帯情報端末のように表示面を斜めにして使用する装置に組み込まれた場合には、図１０に示すように、一般的に液晶表示装置に対する法線方向Ｈに近い方向から見られる場合が多く、具体的には観察者（使用者）が表示面（画面）を見るときの主たる観察方向αと法線方向Ｈとのなす角度θは０度乃至２０度の範囲が多い。
【０００４】
図１０は、反射型液晶表示装置からなる表示部１００が本体１０５に備えられた携帯電話を使用する状態の説明図である。図１０において、Ｈは表示部１００に備えられた反射液晶表示装置に対する法線、Ｑは入射光、ω０は入射角度（例えば３０度）である。また、Ｒ１１は入射角度ω０と反射角度ωが等しいときの反射光（正反射）、Ｒ１２は反射角度ωが入射角度ω０より小さい反射光、Ｒ１３は反射角度ωが入射角度ω０より大きい反射光である。
【０００５】
図からも理解できるように、観察者の視点ｏｂは通常法線方向Ｈに近い反射光Ｒ１２の方向、より具体的には法線方向Ｈから１０度までの範囲内の方向に集中する。これに対して反射光Ｒ１１、Ｒ１３　は、表示面を下から見上げるような方向となり見づらいものである。従って、観察者の利用の便宜を考えると、広い視野角を確保すると同時に、正反射より反射角度の小さい方向の反射率をより高くすることが望まれる。
しかしながらＡｌ膜を用いた鏡面反射体が備えられた従来の反射型液晶表示装置においては、入射光の大部分は正反射およびその近傍の方向に反射する（反射率のピークは正反射の角度あるいは正反射の近傍の角度にある）ので、正反射およびその周辺の方向から見た表示は明るく見えるものの他の方向から見た表示は暗く見える。
従って、従来の反射型表示装置が表示部に備えられた携帯電話等の表示面を見ると、先に述べたように観察者の視点は通常法線方向Ｈに近い方向に集中するので、表示が暗く、一方、明るい表示を見ようとすると正反射およびその周辺の方向から表示を見なければならず、上記のように表示面を下から見上げるような方向となり見づらいものであった。
【０００６】
そこでこのような問題を改善するために図１１に示すような反射型液晶表示装置が考えられている。
この反射型液晶表示装置は、反射モードＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）方式用の液晶セル１７２上に第１の位相差板１７３ａ、第２の位相差板１７３ｂ、偏光板１７４が上側ガラス基板１８２側から順に積層された概略構成となっている。
液晶セル１７２は、下側ガラス基板１７５、反射体１７１、オーバーコート層１７１ｃ、カラーフィルタ１７６、オーバーコート層１７７ａ、下側透明電極層１７８、下側配向膜１７９、この下側配向膜１７９と隙間を隔てて対向配置された上側配向膜１８０、トップコート層１７７ｂ、上側透明電極層１８１、上側ガラス基板１８２が順に積層された概略構成となっている。
【０００７】
反射体１７１は、アルミニウムからなる平板状の基材１７１ａの表面（基準面）Ｓａに多数の凹部１７１ｅが互いに不規則に隣接して形成されている。
この凹部１７１ｅの特定縦断面における内面形状は、凹部１７１ｅの一の周辺部Ｓｂ１から最深点Ｄ１に至る第１曲線ａと、この第１曲線ａに連続して、凹部の最深点Ｄ１から他の周辺部Ｓｂ２に至る第２曲線ｂとからなっている。これら第１と第２の曲線ａ、ｂは、最深点Ｄ２において共に基材表面Ｓａに対する傾斜角がゼロとなり、互いにつながっている。第１曲線ａの曲率半径の大きさは、第２曲線ｂの曲率半径より小さくされている。
【０００８】
このような反射型液晶表示装置においては、基材１７１ａの厚みを薄くすることにより、液晶セル１７２の下側から出射された光が基材１７１ａを透過可能な半透過反射型液晶表示装置として用いることもでき、その場合には、液晶セル１７２の下面側に光源としてバックライトが備えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような反射体１７１が備えられた反射型液晶表示装置においては、Ａｌ膜を用いた鏡面反射体が備えられたものに比べて正反射角度より反射角度の小さい方向（正反射角度より法線方向に近い方向）の反射率は若干高くできるが、近年さらに明るい表示が得られ、表示特性をさらに向上させる要望が強まってきており、図１１に示すような反射型液晶表示装置では上記のような要望を実現するのが困難であった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、反射体に入射した光の反射光を反射体に対する法線方向に近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有する反射体を提供することを目的の１つとする。
また、本発明は、反射型液晶表示装置に対する法線方向に近い方向から表示を観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有する反射型液晶表示装置を提供することを目的の１つとする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の反射体は、基材上に形成した金属膜または基材の表面に光反射性を有する複数の凹部が形成され、上記凹部の内面が、非球面の一部である周縁曲面と、該周縁曲面に囲まれた位置に存在する平面とを連続させた面からなり、上記複数の凹部は、各々が凹部の最深点を通過する特定縦断面を有し、上記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点に至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、凹部の最深点から第１直線に至る第２曲線と、この第２曲線に連続して、第３曲線に至る第１直線と、この第１直線に連続して、他の周辺部に至る第３曲線とからなり、上記第２曲線の曲率半径は上記第１曲線の曲率半径より大きく、上記第２曲線と第３曲線の曲率半径は等しいことを特徴とするものである。
かかる構成の反射体によれば、上記第１〜第３曲線の曲率半径、平面の位置、第１直線の傾斜角度、上記複数の凹部のピッチや深さ等を変更することにより、反射体に対する法線方向に近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有するように制御し易い。
【００１２】
本発明の反射体は、基材上に形成した金属膜または基材の表面に光反射性を有する複数の凹部が形成され、上記凹部の内面が、球面の一部である周縁曲面と、該周縁曲面に囲まれた位置に存在する平面とを連続させた面からなり、上記複数の凹部は、各々が凹部の最深点を通過する特定縦断面を有し、上記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点を通って第１直線に至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、第２曲線に至る第１直線と、この第１直線に連続して、他の周辺部に至る第２曲線とからなり、上記第１曲線と第２曲線の曲率半径は等しいことを特徴とするものである。
かかる構成の反射体によれば、上記第１〜第２曲線の曲率半径、平面の位置、第１直線の傾斜角度、上記複数の凹部のピッチや深さ等を変更することにより、反射体に対する法線方向に近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有するように制御し易い。
【００１３】
本発明の反射体において、前記複数の凹部は、各々の特定縦断面の方向が等しく、かつ各々の第１直線が単一の方向に配向するように形成されていることが好ましい。
本発明の反射体において、上記平面の形状は、平面視矩形状又は円弧状であってもよい。上記平面は、上記特定縦断面を通る軸に対して線対称となるように上記凹部内に形成されていてもよい。また、上記平面は、上記特定縦断面を通る軸に対して非線対称となるように上記凹部内に形成されていてもよい。本発明の反射体において、前記複数の凹部としては、上記特定縦断面を通る軸に対して線対称となる平面を有するものと、上記特定縦断面を通る軸に対して非線対称となる平面を有するものが混在されていてもよい。
【００１４】
本発明の反射体において、上記凹部の深さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成され、上記複数の凹部は隣接する凹部のピッチが２μｍ以上５０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されていてもよい。
本発明の反射体において、上記球面の一部である周縁曲面は、傾斜角分布が−３５度以上＋３５度以下の範囲に形成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明の反射体においては、先に述べたように第１〜第３曲線の曲率半径、平面の位置、第１直線の傾斜角度、上記複数の凹部のピッチや深さ等を変更することにより、入射光の正反射角度に対して非対称の反射率分布を有し、しかも反射率の最大値が入射光の正反射角度より小さい反射角度範囲にある非ガウス分布型の反射特性を備えたものであることが好ましい。
かかる構成の反射体によれば、正反射角度より小さい反射角度範囲内の特定角度範囲の反射率が高くなり、実用の視点において、特に、反射体の法線方向と主たる観察方向とのなす角度が０乃至２０度において、輝度が高いものが得られる。このような反射体を液晶表示装置に備えるならば、明るい表示（画面）が得られ、表示特性が優れた反射型液晶表示装置を実現できる。
【００１６】
また、上記反射体の反射率分布を示すグラフのプロファイルが階段状であり、上記反射率の最大値は上記階段状のプロファイルの頂部に存在することが好ましい。このような反射率分布を示す反射体によれば、正反射角度より小さい反射角度範囲内の特定角度範囲の反射率がさらに高くなるので、反射光量は観察者の視点に近い方向の分布がさらに高くなり、実用の視点において、特に、反射体の法線方向と主たる観察方向とのなす角度が０乃至２０度において、輝度がさらに高いものが得られる。
【００１７】
本発明の反射体が、基材と、表面に複数の凹部を有する金属膜とからなる場合は、上記金属膜の厚みを８ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内とすることで、金属膜の厚みが薄くなり、上記反射体の下方側に設けたバックライトからの光の透光性を高めることができ、光を反射させる場合と、光を透過させる場合の両方において、優れた特性を発揮する半透過反射型液晶表示装置として使用できる。
また、本発明の反射体が、表面に複数の凹部を有する基材からなる場合は、上記基材の厚みを８ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内とすることで、基材の厚みが薄くなり、金属膜の厚みを８ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内としたときと同様に優れた特性を発揮する半透過反射型液晶表示装置として使用できる。
【００１８】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する基板の一方の基板の内面側に電極および配向膜を該一方の基板側から順に設け、他方の基板の内面側に電極および配向膜を該他方の基板側から順に設けた液晶セルの上記一方の基板の外面側または上記一方の基板とこれの内面側に設けられた電極の間に上記のいずれかの構成の本発明の反射体が設けられたことを特徴とするものである。
かかる構成の反射型液晶表示装置によれば、この反射型液晶表示装置に対する法線方向に近い方向から表示を観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有することができる。また、先に述べたような非ガウス分布型の反射特性を示す反射体が備えられている場合には、反射光量は観察者の視点に近い方向の分布が高くなり、実用の視点において、特に、液晶表示装置に対する法線方向と主たる観察方向とのなす角度が０度乃至２０度において、明るい表示（画面）が得られ、表示性能が優れた液晶表示装置を実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である反射型液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示した図である。
図１においてこの反射型液晶表示装置１は、液晶層３０を挟持して対向する透明なガラスなどからなる第１の基板（一方の基板）１０と、第２の基板（他方の基板）２０とをこれら２枚の基板１０、２０の周縁部に環状に設けられたシール材で接着一体化した構成である。
第１の基板１０の液晶層３０側には順に、反射体１４７と、透明介在層５３と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ１３と、カラーフィルタ１３による凹凸を平坦化するためのオーバーコート膜（透明平坦化層）１４と、液晶層３０を駆動するための透明電極層１５と、液晶層３０を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜１６とが積層形成されている。また、第２の基板２０の液晶層３０側には順に、透明電極層２５、オーバーコート膜２４、配向膜２６が積層形成されている。尚、透明電極層１５と透明電極層２５は互いに平面視直角に向くように配置されて反射型液晶表示装置１がパッシブマトリクス型とされている。
【００２０】
上記の第１の基板１０と第２の基板２０と、これら基板間に設けられた各構成部材により、液晶セル３５ｂが構成されている。
第２の基板２０の液晶層３０側と反対側（第２の基板２０の外面側）には、位相差板２７と、偏光板２８がこの順で積層されている。この偏光板２８の外側面は表示面１ａになっている。
【００２１】
本実施形態の反射型液晶表示装置１に備えられた反射体１４７は、例えばアルミニウムからなる平板状の基材６１の表面（基準面）Ｓに多数の光反射性を有する凹部１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、…（一般に凹部１６３と称する）が互いに不規則に隣接して形成されることで、表面に多数の微小凹凸が設けられたものである。基材６１の基準面Ｓは、基板１０と平行な面であり、基材６１の表面に形成された微小凹凸の凸部の頂部を含む面である。
【００２２】
各凹部１６３は、平面図を図２に、特定断面図を図３に示すように、その内面は、略スプーン形の非球面の一部である周縁曲面１６４ａと、該周縁曲面１６４ａに囲まれた位置に存在する平面１６４ｂとを連続させた面からなる。平面１６４ｂは、図２に示すように平面視円弧状の形状である。
これらの複数の凹部１６３は、各々が凹部１６３の最深点Ｄを通過する特定縦断面Ｙを有する。この特定縦断面Ｙは、図３に示すようにその内面の形状が、凹部１６３の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ｊと、この第１曲線Ｊに連続して、凹部１６３の最深点Ｄから第１直線Ｌに至る第２曲線Ｋと、この第２曲線Ｋに連続して、第３曲線Ｍに至る第１直線Ｌと、この第１直線Ｌに連続して、他の周辺部Ｓ２に至る第３曲線Ｍとからなる。上記の第１曲線Ｊと第２曲線Ｋと第３曲線Ｍは、周縁曲面１６４ａの特定縦断面Ｙが有するものである。上記の第１直線Ｌは、平面１６４ｂの特定縦断面Ｙが有するものである。上記第１曲線Ｊと第２曲線Ｋは、最深点Ｄにおいて共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いにつながっている。
上記円弧状の平面１６４ｂは、図２に示すように特定縦断面Ｙを通る軸（特定縦断面Ｙに沿った軸）Ｙ１に対して線対称となるように形成されている。
【００２３】
また、複数の凹部１６３は、各々の特定縦断面Ｙの方向が等しく、かつ各々の第１直線Ｌが単一の方向に配向するように形成されており、本実施形態では、各々の第１直線Ｌは観察者の視点ｏｂから近い方向（観察者の視点ｏｂから遠い方向Ｘの方向と反対方向、即ち図１、図３の右側方向）に揃うように形成されている。また、各々の第１曲線Ｊが観察者の視点ｏｂから遠い方向Ｘの方向に揃うように形成されている。なお、図１、図３の左側の方向が光の入射側である。
【００２４】
第２曲線Ｋの曲率半径Ｒ２は第１曲線Ｊの曲率半径Ｒ１より大きくされている。また、第２曲線Ｋの曲率半径Ｒ２と第３曲線Ｍの曲率半径Ｒ３は等しくされている。また、第１曲線Ｊの曲率半径は、４μｍ≦Ｒ１≦１２０μｍの範囲で変化するものであり、第２曲線Ｋの曲率半径は、５μｍ≦Ｒ２≦１４０μｍの範囲で変化するものである。また、図３において、θ１は第１曲線Ｊの傾斜角であり、−８０°≦θ１≦０°の範囲で変化するものであり、θ２は第２曲線Ｋの傾斜角であり、０°≦θ２≦３５°の範囲で変化するものであり、θ３は第３曲線Ｍの傾斜角であり、第２曲線Ｋの傾斜角θ２と同じ大きさとされており、θ４は平面１６４ｂの傾斜角、言い換えれば第１直線Ｌの傾斜角であり、３°≦θ４≦２０°の範囲で変化するものである。
なお、凹部１６３を平面方向から見たとき、最深点Ｄに立てた法線Ｄ１と周辺部Ｓ１との距離ｒ１は最深点Ｄに立てた法線Ｄ１と周辺部Ｓ２との距離ｒ２より小さくされている。
距離ｒ１、ｒ２は、各々の曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、傾斜角θ１〜θ４に応じて決まるものである。
【００２５】
凹部１６３の深さｄは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲で各凹部毎にランダム（不規則）な値をとるので、反射体１４７を反射型液晶表示装置に組み込んだときモアレ模様が発生せず、また特定視角における反射光量のピーク的な集中が緩和され、視界内の反射光量の変化がなだらかにすることができる。凹部１６３の深さが０．１μｍに満たないと、正反射角度の反射率が強くなり過ぎるからである。
隣接する凹部１６３のピッチは２μｍ以上５０μｍ以下の範囲でランダム（不規則）な値をとる。なぜなら、仮に隣接する凹部１６３のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。
また、隣接する凹部１６３のピッチが２μｍ未満の場合、反射体の凹部を製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる。
【００２６】
図４に示すように反射型液晶表示装置を観察する際、観察者の視点ｏｂは通常の表示装置の法線方向Ｈに近い方向、より具体的には法線方向Ｈから２０度までの範囲Ｗに集中するので、本実施形態では反射体１４７の表面に上記のような構成の複数の凹部１６３を設けることで、この範囲Ｗに、より多くの光が集まるように設定（設計）している。このようにすると、外光（入射光）Ｑは様々な方向から反射体１４７の凹部１６３に入射し、凹部１６３の内面上で入射点の傾斜角に応じて様々な方向に反射するので、反射光Ｒは全体として広い視野角の範囲に拡散するが、本実施形態では、上記範囲Ｗに、より多くの光が集まるように設定されているので、液晶表示装置の法線方向Ｈに近い方向から観察すると、他の方向から観察する場合に比べ、より明るく見えるようになる。
【００２７】
詳しくは、本実施形態の反射体１４７では、各々の凹部１６３の内面が、非球面の一部である周縁曲面１６４ａと、この周縁曲面１６４ａに囲まれた位置に存在する平面１６４ｂとを連続させた面からなり、各々の第１曲線Ｊは観察者の視点ｏｂから遠い方向に揃うように形成されているため、その反射特性は、基材表面Ｓに対する正反射の方向からずれたものとなっている。すなわち、ｏａ方向からの入射光Ｑに対する反射光Ｒは、正反射の方向よりも、基材表面Ｓに対する法線方向Ｈにシフトした方向に明るい表示範囲がシフトしたものとなっている。さらに、本実施形態の反射体１４７では、各々第２曲線Ｋ、第１直線Ｌ、第３曲線Ｍが第１曲線Ｊと反対方向、すなわち、観察者の視点ｏｂから近い方向に配向するように形成されているので、特定縦断面Ｙにおける総合的な反射特性としては、第２曲線Ｋ及び第３曲線Ｍの周辺の面によって反射される方向の反射率が増加し、さらにこの反射率の大きさよりも第１直線Ｌ周辺の面によって反射される方向の反射率が大きくなったものとなり、したがって、特定の方向に反射光を適度に集中させた反射特性とすることができる。
【００２８】
図５は、第１の実施形態の反射体１４７に、入射角３０°（この反射体１４７に立てた垂線（法線）Ｈの一方の側から表示を観察する観察者の視点ｏｂ　の反対側から照明した外光Ｑの光軸とのなす角度）で外光Ｑを照射し、観察方向α（受光角）を法線位置（受光角０°）から６０°まで振ったときの受光角（°）と明るさ（反射率）との関係を示している。図５中、実線▲１▼は、第１の実施形態の反射体１４７の受光角と反射率との関係を示している。
図５では、比較例１として、従来から用いられている図１１に示した反射体１７１の受光角と反射率との関係を一点鎖線▲２▼で示し、また、比較例２として、従来のＡｌ膜を用いた鏡面反射体の受光角と反射率との関係を破線▲３▼で示した。
図５から明らかなように、比較例２の鏡面反射体では反射率のピークは正反射角度の受光角３０°にあり、受光角２０°より小さくなると反射率が大幅に小さくなっていることから、正反射方向から見た表示は明るく見えるものの他の方向から見た表示は暗く見えると考えられる。比較例１の反射体では反射率のピークが正反射角度の３０度より小さい範囲内にあり、受光角０°〜３０°においては比較例１に比べ高い反射率を示している。
【００２９】
これに対して本実施形態の反射体１４７では反射率分布を示すグラフのプロファイルが階段状であり、しかも入射光の正反射角度に対して非対称となる非ガウス分布型の反射特性を備えており、また、反射率の最大値は入射光の正反射角度（本実施形態では受光角３０°）より小さい反射角度範囲（受光角度範囲）にある受光角約１５°付近に存在し、この反射率の最大値は上記階段状のプロファイルの頂部に存在している。また、この実施形態の反射体１４７では、受光角０°〜約２５°の範囲の反射率は、比較例１、２に比べ高くなっており、従って、この実施形態の反射体１４７が備えられた反射型液晶表示装置１は、法線方向に近い方向から表示を観察したとき、特に、実用の視点において、比較例１又は比較例２の反射体が備えられた反射型液晶表示装置より表示が明るく見える。
なお、本実施形態の反射体１４７に、図１又は図３の左側の方向から外光Ｑが入射角度３０度で入射した場合には、正反射角度３０度よりも、大きい反射角度における反射率が最も高くなり、その方向をピークとして近傍の反射率も高くなる。
【００３０】
本実施形態の反射体１４７は、第１曲線Ｊの曲率半径Ｒ１、第２曲線Ｋの曲率半径Ｒ２、平面１６４ｂの位置、第１直線Ｌの傾斜角度θ４、複数の凹部１６３のピッチや深さｄ等を変更して、反射体１４７の反射率分布を示すグラフのプロファイルを変更することで、所望の反射特性を付与できるので、反射体１４７に対する法線方向Ｈに近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有するように制御し易い。
【００３１】
また、本実施形態の反射型液晶表示装置１によれば、本実施形態の反射体１４７が備えられたことにより、反射光量は観察者の視点ｏｂに近い方向の分布が高くなり、実用の視点において、特に、液晶表示装置に対する法線方向Ｈと主たる観察方向αとのなす角度θが０度乃至２０度において、明るい表示（画面）が得られ、表示性能が優れた液晶表示装置を実現できる。このため、本実施形態の反射型液晶表示装置を携帯電話やノート型ＰＣなどの携帯電子機器の表示部に組み込むと、特に視認性が良好なものとなる。
【００３２】
なお、第１の実施形態の反射型液晶表示装置においては、この装置に備えられる反射体１４７に形成された各凹部１６３の内面の一部である平面１６４ｂが特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して線対称となるように形成されている場合について説明したが、上記平面１６４ｂは、図６に示すように特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して非線対称となるように凹部１６３内に形成されていてもよい。また、反射体１４７の表面に設けられる複数の凹部１６３としては、図２に示すように特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して線対称となる平面１６４ｂを有するものと、図６に示すように特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して非線対称となる平面１６４ｂを有するものが混在されていてもよい。
【００３３】
第１の実施形態の反射型液晶表示装置においては、この装置に備えられる反射体１４７に形成された各凹部１６３の内面の一部である平面１６４ｂが平面視円弧状のものである場合について説明したが、平面視円弧状の平面１６４ｂに代えて図７に示すような平面視矩形状の平面１６４ｃであってよい。この平面１６４ｃは、特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して非線対称となるように凹部１６３内に形成されていてもよい。また、反射体１４７の表面に設けられる複数の凹部１６３としては、特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して線対称となる平面１６４ｃを有するものと、特定縦断面Ｙを通る軸Ｙ１に対して非線対称となる平面１６４ｃを有するものが混在されていてもよい。また、反射体１４７の表面に設けられる複数の凹部１６３としては、平面視円弧状の平面１６４ｂを有するものと、平面視矩形状の平面１６４ｃを有するものが混在されていてもよい。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の反射型液晶表示装置について説明する。
第２の実施形態の反射型液晶表示装置が図１に示した第１の実施形態の反射型液晶表示装置１と異なるところは、液晶セル３５ｂ内に設けられる反射体の平板状の基材６１の表面に複数形成された凹部の形状が異なるところである。
図８は本実施の形態の反射型液晶表示装置に備えられた反射体の表面に形成された凹部２６３の平面図であり、図９はこの凹部２６３の特定縦断図である。
図８乃至図９に示すように、各凹部２６３の内面は、球面の一部である周縁曲面２６４ａと、該周縁曲面２６４ａに囲まれた位置に存在する平面２６４ｂとを連続させた面からなる。平面２６４ｂは、図８に示すように平面視円弧状の形状である。
【００３５】
これらの複数の凹部２６３は、各々が凹部２６３の最深点Ｄを通過する特定縦断面Ｙを有する。この特定縦断面Ｙは、図８に示すようにその内面の形状が、凹部２６３の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄを通って第１直線Ｆに至る第１曲線Ｅと、この第１曲線Ｅに連続して、第２曲線Ｇに至る第１直線Ｆと、この第１直線Ｆに連続して、他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｇとからなる。上記の第１曲線Ｅと第２曲線Ｇは、周縁曲面２６４ａの特定縦断面Ｙが有するものである。上記の第１直線Ｆは、平面２６４ｂの特定縦断面Ｙが有するものである。上記第１曲線Ｅは、最深点Ｄにおいて基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなっている。
【００３６】
上記円弧状の平面２６４ｂは、図８に示すように特定縦断面Ｙを通る軸（特定縦断面Ｙに沿った軸）Ｙ１に対して線対称となるように形成されている。
また、第２の実施形態の反射型液晶表示装置に備えられた反射体を図８に示すように平面方向から視たとき、凹部２６３の平面方向の中心Ｏと、最深点Ｄの位置は一致している。
【００３７】
また、複数の凹部２６３は、各々の特定縦断面Ｙの方向が等しく、かつ各々の第１直線Ｆが単一の方向に配向するように形成されており、本実施形態では、各々の第１直線Ｆは観察者の視点ｏｂから近い方向（観察者の視点ｏｂから遠い方向Ｘの方向と反対方向、即ち図１、図９の右側方向）に揃うように形成されている。また、各々の第１曲線Ｅが観察者の視点ｏｂから遠い方向Ｘの方向に揃うように形成されている。なお、図１、図９の左側の方向が光の入射側である。。
【００３８】
第１曲線Ｅの曲率半径Ｒ５と第２曲線Ｇの曲率半径Ｒ６は等しくされている。
また、第１曲線Ｅの曲率半径は、５μｍ≦Ｒ５≦１４０μｍの範囲内である。
また、図９において、θ５は第１曲線Ｅの傾斜角であり、−３５°≦θ５≦０の範囲で変化するものであり、θ６は第２曲線Ｇの傾斜角であり、０°≦θ６≦３５°の範囲で変化するものであり、従って、周縁曲面２６４ａの傾斜角分布は−３５度以上＋３５度以下の範囲に設定されていることになる。周縁曲面２６４ａの傾斜角分布が−３５度以上＋３５度以下の範囲外であると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない（反射光の拡散角が空気中で３６度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなるからである。）からである。また、図９において、θ７は平面２６４ｂの傾斜角、言い換えれば第１直線Ｆの傾斜角であり、３°≦θ７≦２０°の範囲で変化するものである。
【００３９】
凹部２６３の深さｄは上記第１の実施形態と同様の理由から０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲で各凹部毎にランダム（不規則）な値をとる。
隣接する凹部２６３のピッチは上記第１の実施形態と同様の理由から２μｍ以上５０μｍ以下の範囲でランダム（不規則）な値をとる。
【００４０】
本実施形態の反射型液晶表示装置に備えられた反射体によれば、上記第１と第２の曲線の曲率半径（周縁曲面２６４ｂの傾斜角度分布）、平面２６４ｂの位置、第１直線Ｆの傾斜角度θ７、上記複数の凹部２６３のピッチや深さｄ等を変更することにより、反射体に対する法線方向に近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を有するように制御し易い。
また、本実施形態の反射型液晶表示装置によれば、第１の実施形態の反射型液晶表示装置と同様の効果が得られる。
【００４１】
尚、上記第１〜第２の実施形態では、反射体１４７を電極層１５とは別の層として形成したが、電極層１５自体を反射体１４７により形成し、かつ電極層１５を反射体１４７の位置に形成すれば、透明電極層が反射体を兼ねることができて、反射型液晶表示装置の層構成が単純化される。また、第２の基板２０と偏光板２８との間に位相差板が１枚設けられた場合について説明したが、位相差板は複数設けられていてもよい。
また、上記実施形態においては、外部から入射した光を反射させる反射体１４７を基板１０と基板２０の間に内蔵した反射体内付けタイプの液晶表示装置の場合について説明したが、液晶層を挟持した２枚の基板の外側に反射体１４７を設けた反射体外付けタイプの液晶表示装置とすることもできる。
また、上記実施形態においては、反射体１４７が基材６１の表面に上記のような構成の光反射性を有する凹部１６３が複数設けられたものである場合について説明したが、反射体としては、基材上に形成した金属膜の表面に上述のような構成の凹部１６３が複数形成されてなるものであってよい。その場合の基材としては、アクリル系レジストなどの有機膜を用いることができ、金属膜としては、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い金属材料からなるものを用いることができる。
【００４２】
また、上記実施形態においては、本発明を反射型液晶表示装置に適用した場合について説明したが、半透過反射型液晶表示装置にも適用でき、その場合には反射体１４７の基材６１の厚みを８ｎｍ以上２０ｎｍ以下（８０Å以上２００Å以下）の範囲にし、あるいは、反射体が、基材と、表面に複数の凹部が形成された金属膜とからなる場合は、上記金属膜の厚みを８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（８００Å以上２０００Å以下）の範囲にし、この金属膜に微小開口部を形成し、そして、第１の基板１０の外面側に透過表示を行うための光源としてのバックライトを設ければよく、その場合にはこのバックライトと液晶パネル３５ｂの間に第２の偏光板を設けてもよい。
また、上記実施形態では、本発明の反射型液晶表示装置をパッシブマトリクス型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用可能である。その場合、例えば画素を構成する画素電極の上または下に先に記載の反射体１６７を設ければよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明の反射体は、この反射体に入射した光の反射光を反射体に対する法線方向に近い方向から観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を示すことができる。
また、本発明の反射型液晶表示装置は、この装置に対する法線方向に近い方向から表示を観察したとき、他の視角より明るく見えるような視角特性を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の反射型液晶表示装置の部分断面構造を示す図。
【図２】図１の反射型液晶表示装置に備えられた反射体の一凹部を示す平面図。
【図３】図２の凹部の特定縦断面を示す図。
【図４】図１の反射型液晶表示装置に備えられた反射体の一凹部の作用を模式的に示す断面図。
【図５】本発明の実施形態の反射体と従来の反射体の受光角と反射率との関係を示すグラフ。
【図６】本発明の反射体の一凹部の他の例を示す平面図。
【図７】本発明の反射体の一凹部の他の例を示す平面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態の反射型液晶表示装置に備えられた反射体の一凹部を示す平面図。
【図９】図８の凹部の特定縦断面を示す図。
【図１０】携帯電話に備えられた液晶表示装置の使用状態の説明図。
【図１１】従来の反射型液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
１　反射型液晶表示装置
１ａ　表示面
１４７　反射体
１０　基板（一方の基板）
１６３、２６３　凹部
１５、２５　電極
１６、２６　配向膜
２０　基板（他方の基板）
３０　液晶層
３５ｂ　液晶セル
６１　基材
１６４ａ、２６４ａ　周縁曲面
１６４ｂ、２６４ｂ　平面
Ｄ　最深点
ｄ　深さ
Ｈ　　法線方向
Ｅ、Ｊ　第１曲線
Ｇ、Ｋ　第２曲線
Ｆ、Ｌ　第１直線
Ｍ　第３曲線
Ｙ　特定縦断面
Ｙ１　軸
Ｓ　基準面
Ｓ１、Ｓ２　周辺部
θ　　角度
θ１〜θ７　傾斜角
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６　曲率半径
ｏｂ　視点
α　　観察方向
【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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