(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に感光性樹脂を塗布する工程、所定のフォトマスクで露光する工程、焼
成により該感光性樹脂表面に凹凸を形成する工程、前記凹凸上に金属膜を形成す
る工程を少なくとも含むことを特徴とする拡散反射板の製造方法。
【請求項２】
前記露光する工程において、多重露光を用いることを特徴とする請求項１に記載の拡散反射板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の製造方法により製造された拡散反射板を組み込むことを特徴とする反射型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
前記拡散反射板が電極を兼ねることを特徴とする請求項３記載の反射型液晶ディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用、事務用および携帯用の情報表示端末として用いられる反射型液晶ディスプレイ、拡散反射板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）は、低消費電力、省スペースという特徴を有するので、ノートパソコンの表示部として広く用いられている。近年ＬＣＤは大型化が進んでおり、ＣＲＴ（Cathod Ray Tube ）の代替えとして期待されている。これらはバックライトと呼ばれる光源をＬＣＤ体背面に置き透過光を見る透過型形式を採用している。バックライトは、その消費電力がＬＣＤモジュールの消費電力の大半を占めており、バックライトの分厚みが増す、重い、発熱するという欠点を持っている。
【０００３】
これに対して、反射型ＬＣＤでは、表示面側から入射する外光を金属反射板により反射させて表示に利用するので厚みが薄く、軽く、発熱しない。このため、電池寿命や携帯性が問われる小型の電卓や携帯電話などの表示用として採用されてきた。近年、情報量の多い携帯電話やモバイル用コンピュータなどの携帯情報処理装置の発達と普及により、高画質、特にフルカラー表示の反射型ＬＣＤが求められている。しかしながら、従来の反射型ＬＣＤでは、まず第一に画面の明るさが足りず、高画質フルカラーＬＣＤには適していない。
【０００４】
反射型ＬＣＤの画面の明るさは、拡散反射板に大きく影響される。拡散反射板は、３つの方式が提案されている。一つ目は拡散反射板を液晶の背面に設ける方式で、これはさらに図１（ａ）に示す拡散反射板１０２をＬＣＤ１０１の背面に設けるものと図１（ｂ）に示すＬＣＤ１０１の中に設けるものに分けられる。二つ目は図１（ｃ）に示す液晶自身が拡散するもの、三つ目は図１（ｄ）に示す背面反射板１０３と前面拡散板１０４を有するものである。液晶１０５自身が拡散するものは、強い拡散を得るために液晶層が厚くなり、結果として駆動電圧が高くなる。背面反射板と前面拡散板を有するものは、前面での拡散により画像がぼやける。これらに対し拡散反射板を有するものではこのような問題が発生しない。しかし、拡散反射板をＬＣＤの背面に有するものは、反射光の光路が長いために視差の問題が発生し、コントラストの低下、色のにじみが起こる。拡散反射板をＬＣＤ内に有するものは、反射光の光路が最も短いため視差の問題を回避できる。
【０００５】
さらに、背面基板の電極は光を透過する必要がないので金属を用いることが出来、これが拡散反射板機能をも兼ねると視差を最小にすることが出来る。このような拡散反射板は、凹凸表面に高反射率のアルミニウム、銀等の高反射率の金属薄膜を所定の電極形状に形成して製造する。このタイプのＬＣＤの断面図を図３に載せた。
【０００６】
反射型ＬＣＤの表示を明るくするためには、拡散反射板の反射率を上げなければいけない。しかしながら、単純に拡散反射板材料の反射率を上げても解決しない。拡散反射板が、屈折率の高い液晶及びガラスで覆われているため、空気と前面基板の界面で全反射を起こす入射角が比較的小さくなり、反射光の大半がパネル内に閉じこめられてしまうからである。よって、拡散反射板前面への反射光が多くなるよう、表面の凹凸の形状を制御する必要がある。また、反射光同士の干渉による色つきをを避けるために、凹凸形状はある程度乱雑である必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
こうした凹凸形状を形成する方法としては、ビーズ分散コーティング、エンボス法、スパッタ／蒸着法、フォトリソグラフィ法が考えられる。適当な形状のビーズをバインダー中に分散させてコーティングして得られる膜は、ビーズを大量に必要とするが、ビーズが大量になると均一な塗布が難しくなるという問題がある。エンボス法は、凹凸が微細で精度が高くかつ大きなエンボス版はコストが高い問題がある。スパッタ／蒸着法は、高真空を得るために設備が大規模になる問題がある。フォトリソグラフィ法は、これらの比べれば簡便な方法であるが、それでも現像液を使用する現像工程が必要なため、現像機スペースの確保、別途に純水設備を要すること、現像液の管理と廃棄の問題がある。いずれも工業的な実施に問題を抱えている。あるいは凹凸の形状を滑らかにするために、パターン形成後加熱して形状をだらけさせる必要がある。このため、凹凸のピッチが制限されるという問題もある。
【０００８】
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであり、その製造が極めて簡単な拡散反射板及びその製造方法、並びにそれを用いた反射型液晶ディスプレイを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の問題を解決するために、
請求項１に記載の拡散反射板は、基板上に、露光、焼成により凹凸が形成された感光性樹脂と、金属膜を少なくとも有することを特徴とするものである。
請求項２に記載の拡散反射板は、請求項１記載の拡散反射板を前提とし、前記凹凸の大きさが１０μｍ以下であり、かつ最大高さが５００Å以上であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の拡散反射板の製造方法は、基板上に感光性樹脂を塗布する工程、所定のフォトマスクで露光する工程、焼成により該感光性樹脂表面に凹凸を形成する工程、前記凹凸上に金属膜を形成する工程を少なくとも含むことを特徴とするものである。
請求項４に記載の反射型液晶ディスプレイは、前記拡散反射板を組み込んだことを特徴とするものである。
請求項５に記載の反射型液晶ディスプレイは、請求項４記載の反射型液晶ディスプレイを前提とし、前記拡散反射板が電極を兼ねることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
感光性樹脂を使ってフォトリソグラフィ法により凹凸を形成する方法と、本発明の違いは、現像工程を含むか含まないかである。本発明の特徴は、現像工程を含まないことである。以下、図２を用いて説明する。
【００１１】
まず基板２０１上に感光性樹脂２０２を塗布する（図２（ａ）参照）。樹脂に要求される特性は、少なくとも焼成後の膜が、金属膜（アルミニウム、クロム、銀、銅等）形成時の加熱に耐えることと、液晶に対して化学的に安定であることであることである。本発明の現象は、ネガ型、ポジ型いずれの感光性樹脂においても発現する現象である。塗布方法は、スピンコート法、ロールコート法、印刷法等を、樹脂に応じて選択すればよい。塗布後、適当な温度で塗膜を乾燥させる。
【００１２】
乾燥後、所定のフォトマスク２０３を用いて露光する（図２（ｂ）参照）。フォトマスクのパターンは、ドット状のものが位置的に乱雑に分布しているのがよい。ドットの大きさは、直径１０μｍからサブミクロン程度が望ましい。露光量は、樹脂の感光性に応じて設定する。露光後は、現像をせずに、そのままオーブン２０６に入れ焼成する（図２（ｃ）参照）。焼成条件は、樹脂が十分に熱硬化する条件でよい。焼成すると、露光部に対し未露光部が低くなり、その結果フォトマスクのパターンを反映した凹凸２０４が出来る（図２（ｄ）参照）。
【００１３】
露光部と未露光部で相対的な高低差が生じるのは、露光部では感光性樹脂の反応が進むが、未露光部では未反応物が多く加熱によりこれが蒸発霧散するためと考えられる。この方法では凹凸の断面は、SEM 観察によると正弦的な連続的曲線で構成されている。凹凸の段差は、膜厚を厚くしたり、露光量を増やすことによりある程度制御可能であるが、概ね５０Å〜１μｍで制御することが出来る。凹凸表面上に、アルミニウムや銀などの金属膜２０７を定法のスパッタ法や蒸着法により形成する（図２（ｅ）参照）。
【００１４】
凹凸のパターンの平均的な大きさは１０μｍ以下望ましくは５μｍ、高さは５００Å以上望ましくは２０００Å以上である。パターンがこれより大きい、または低い場合、拡散が弱く金属膜の鏡面反射を解消できない。
【００１５】
露光時にマスク位置を変え露光量を変えた多重露光を適用すると、さらに高低部分のピッチや高低差が入り混じった複雑な凹凸表面を得ることが出来る。
【００１６】
こうして得られた拡散反射板は、金属膜により高い反射率を持ちながら、凹凸表面により基板前面への強い光拡散特性を有する。
【００１７】
なお、金属膜をストライプ状あるいは適切な形状で、マスクパターニングあるいはフォトリソグラフィ法によるパターニングをすることで、電極を兼ねた拡散反射板を製造することが可能である。
【００１８】
この場合には、拡散反射板３０４を背面基板とし、カラーフィルタ３０２を形成した前面基板とを微細な間隙を開けて接着し、その間隙に液晶３０３を封止すれば、反射型ＬＣＤ３０１を得ることができる（図３参照）。
【００１９】
【実施例】
［実施例１］
エポキシ樹脂（東都化成（株）製：「ＹＤＰＮ−６０１」）３９０ｇおよびアクリル酸１０８ｇを１，６−ヘキサンジオールアクリレート７５０ｇ中に溶解させてハイドロキノン０．５ｇおよびメチルエチルアンモニウムアイオダイド３ｇの存在下に１００〜１５０℃で２時間反応させた。ついで、無水ヘッド酸２７９ｇを添加し、１００〜１５０℃で２時間反応させて、水溶性光重合性オリゴマーを得た。
【００２０】
得られた水溶性光重合性オリゴマー１００重量部、非水溶性光重合性オリゴマーとしてフェノールノボラック型エポキシ樹脂（東都化成（株）製：「ＹＤＣＮ−６０２」）４０重量部、光重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート（共栄社油脂（株）製：「ＴＭＰ−Ａ」）２０重量部、光重合開始剤として（チバガイギー社製：「イルガキュア−６５１」）５重量部、光硬化用触媒前駆体としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート０．５重量部および重合禁止剤としてハイドロキノン０．１重量部を酢酸ブチルセロソルブ１０００重量部中で混合して、ネガ型感光性樹脂材料（１）を得た。
【００２１】
ガラス基板上にネガ型感光性樹脂材料（１）を、スピンコート法で塗布し、７０℃で３０分乾燥し膜厚１．６μｍの樹脂膜を得た。直径８μｍのドットパターンが一面に乱雑に配置されているフォトマスクを用いて、樹脂膜を５０ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、１５０℃で１時間焼成した。焼成後、樹脂膜表面をSEM で観察したところ高さ２０００Åのドット状の凹凸が形成されていた。この凹凸上に、スパッタ法によりアルミニウム膜を１５００Å形成し、拡散反射板を得た。
【００２２】
得られた拡散反射板は、上下左右３０°以内に反射光の大半が集まった。金属膜自体はほぼ鏡面であったが、乱雑な凹凸による拡散で鏡面反射は完全に解消された。
【００２３】
次に、拡散反射板を背面基板とし、カラーフィルタを形成した前面基板とを微細な間隙を開けて接着し、その間隙に液晶を封止して反射型ＬＣＤを得た。このようにして得られた反射型ＬＣＤは、視差が小さく、コントラストも良好であった。
【００２４】
［実施例２］
ガラス基板上にポジ型感光性樹脂材料MP1400-31 （シプレイファーイースト製）を、スピンコート法で塗布し、９０℃で３０分乾燥し膜厚３μｍの樹脂膜を得た。直径１０μｍのドットパターンが一面に乱雑に配置されているフォトマスクを用いて、樹脂膜を５０ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、１５０℃で１時間焼成した。焼成後、樹脂膜表面をSEM で観察したところ高さ２２００Åのドット状の凹凸が形成されていた。この凹凸上に、蒸着法によりアルミニウム膜を１５００Å形成し、拡散反射板を得た。
【００２５】
得られた拡散反射板は、上下左右３０°以内に反射光の大半が集まった。金属膜自体はほぼ鏡面であったが、乱雑な凹凸による拡散で鏡面反射は完全に解消された。
【００２６】
次に、拡散反射板を背面基板とし、カラーフィルタを形成した前面基板とを微細な間隙を開けて接着した後、その間隙に液晶を封止し、反射型ＬＣＤを得た。このようにして得られた反射型ＬＣＤは、視差が小さく、コントラストも良好であった。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１〜２に記載の発明によれば、高い反射率と前面への効果的な光拡散特性を有する拡散反射板を得ることができる。また、請求項３に記載の発明によれば、製造において、現像工程不要になり低コストで製造できる。さらに、請求項４に記載の発明によれば、良好な反射型ＬＣＤを得ることが可能となる。さらにまた、請求項５に記載の発明によれば、電極の機能を兼ね備えることで、視差を最小にすることができる。これにより、明るく高品質の反射型ＬＣＤを得ることが可能となる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】反射型ＬＣＤにおける拡散反射板の設定形式を示した説明図である。
【図２】本発明の製造方法を説明した説明図である。
【図３】拡散反射板が電極を兼ねた反射型ＬＣＤの断面図である。
【符号の説明】
１０１  ＬＣＤ
１０２  拡散反射板
１０３  背面反射板
１０４  前面拡散板
１０５  液晶
１０６  光
２０１  基板
２０２  感光性樹脂
２０３  フォトマスク
２０４  感光性樹脂膜表面の凹凸
２０５  露光
２０６  オーブン
２０７  金属膜
３０１  反射型ＬＣＤ
３０２  カラーフィルタ
３０３  液晶
３０４  電極を兼ねた拡散反射板
【図１】
0003941207.tif 000002
【図２】
0003941207.tif 000003
【図３】
0003941207.tif 000004