專利名稱：反射板及其制造方法、顯示元件和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射板及其制造方法、顯示元件和顯示裝置，特別是涉及使用了受光型光調(diào)制層的反射型顯示元件和反射型顯示裝置。
背景技術(shù)：
在作為受光型顯示元件的代表的液晶顯示器中，有把背照光源配置在后方的透射型和把反射板配置在后方、以外部光作為照明的反射型，由于以幾伏的低電壓就能夠驅(qū)動液晶，故上述反射型液晶元件具有以低功耗就能解決的優(yōu)點。這時，在反射型液晶元件中，在背面上把鋁或銀的散射反射板配置在液晶層的背后，在手表等黑白反射型液晶中，把帶偏振板的散射反射板貼在玻璃的外側(cè)。
這里，在特開平4-243226號公報中，為了在玻璃的內(nèi)側(cè)制作能夠把形狀的再現(xiàn)性控制得良好的散射反射板，如

圖19所示，在玻璃基板51上涂布抗蝕劑膜52，通過光掩模53進(jìn)行曝光，在形成多個離開的凸部54之后進(jìn)行熱處理，由此，把凸部的角弄圓，其后，形成金屬反射膜56，作成了散射反射膜。
此外，在特開平6-27481號公報中，為了利用未形成上述特開平4-243226號公報的圖形的平坦部來改善干涉色的發(fā)生，如圖20所示，在凸部60之上涂布高分子樹脂61，作成了光滑、連續(xù)的凹凸表面。
此外，作為更亮、視場角范圍廣闊的散射特性，杉浦等提出了在某角度范圍內(nèi)反射光強度恒定那樣的窗式散射特性(參照圖21的實線62)，作為實現(xiàn)這樣的散射特性的形狀，提出了(例如，參照1995年8月，AM-LCD’95，技術(shù)論文摘要，第153-156頁，Noria Sugiura andTatsuo Uchida)如圖22所示，形成把向下凸面63與向上凸面64的2次函數(shù)連接起來、連續(xù)的曲面65那樣的方法。
但是，在現(xiàn)有的、把反射膜設(shè)置在離開的凸部上或者用樹脂弄平離開的凸部的連續(xù)曲面上的反射板(圖20所示的反射板)中，由于正反射方向的反射光最強且對射出角度的依賴性大，故在好像金屬顯示等的反射特性方面產(chǎn)生了問題。對于這些問題希望有窗式散射特性，但是，從公式也可知，杉浦等提出的由2次函數(shù)構(gòu)成的連續(xù)曲面(圖22所示的曲面)是二維的定義，由于散射的方位限于1個方向，故對從與該方位垂直的方位入射的光不產(chǎn)生散射，是不實用的。因而，在現(xiàn)狀下，實現(xiàn)不了方位依賴性小的窗式散射特性，表示這樣的特性的凹凸反射板的三維形狀正是希望的。
發(fā)明的公開本發(fā)明之目的在于，鑒于上述之點，通過對反射板進(jìn)行改良能夠發(fā)現(xiàn)方位依賴性小的窗式散射特性，由此，提供能夠在廣闊的視場角范圍內(nèi)實現(xiàn)亮的顯示，此外，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有金屬感的紙白顯示的顯示元件和顯示裝置。
此外，本發(fā)明之另一目的在于，提供能夠容易地制造上述反射板、顯示元件和顯示裝置的制造方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明的第一反射板，其特征在于，在凹凸表面上形成了反射膜的反射板中，上述凹凸具有頂點，而且，由向上凸或向下凸所形成的曲面、和由以該曲面的拐點為邊界包圍上述曲面的谷或脊構(gòu)成的周邊部來構(gòu)成，同時，在上述曲面向上凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述谷一側(cè)，另一方面，在上述曲面向下凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述脊一側(cè)。
此外，其特征在于，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似上述曲面的剖面形狀時，最好把上述凸的a的平均值限制在比2大、且在4以下。
如果利用這樣的結(jié)構(gòu)的反射板，就能夠發(fā)現(xiàn)方位依賴性小的窗式散射特性，能夠提供亮的、視場角廣闊的顯示。此外，這時希望曲面部的寬度為周邊部的寬度的2倍以上。
進(jìn)而，上述a的平均值比2大、且在3以下，用反射板反射的反射光強度的、在規(guī)定的反射角方向上進(jìn)行散射的散射反射光的強度，比入射光進(jìn)行正反射的正方向上的強度增強，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中不亮的、視場角方向比正反射方向亮的反射特性。
此外，在相鄰的向上凸或向下凸的曲面緊挨著、實質(zhì)上沒有周邊部的情況下，可更加抑制正反射光?？傻玫饺菀卓辞宓娘@示。特別是，容易作成凹凸形狀只由向上凸或向下凸的某一種構(gòu)成，相鄰的凸的斜面的斜率的符號在上述凹或凸的邊界上反轉(zhuǎn)的形狀。
本發(fā)明的第二反射板，其特征在于，是在由連續(xù)的曲面構(gòu)成的多個凹凸表面上形成了反射膜的反射板，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似以凹或凸的頂點作為起點的剖面形狀時，把上述多個凹凸的a的平均值限制在比2.5大、且比3.5小。
使用了上述那樣的第2反射板的顯示元件和顯示裝置，也與使用了第1反射板的情況相同，能夠以低功耗提供亮的、視場角廣闊的顯示。
本發(fā)明的液晶顯示元件，其特征在于，在基板上具備多個具有頂點的向上凸或向下凸的曲面，在上述凸曲面上具備反射膜，在包圍上述凸曲面的周邊部上具備沒有反射膜的基板和液晶層在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似以上述凸曲面的頂點作為起點的剖面形狀時，上述多個凹或凸的a的平均值比2大、且在4以下。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)具備了上述第1或第2反射板特性的、半透射型的液晶顯示元件。
這里，本發(fā)明的反射板的制造方法，其特征在于，具有在基板表面上形成第一凹或凸的步驟；在沒有上述第1凹或凸的部分上，進(jìn)行通過光掩模的曝光和顯影，由此，形成第2凹或凸的步驟；以及在上述第2凹或凸上，把反射膜成模的步驟。
由此，能夠制造上述反射板。
本發(fā)明的第二反射板的制造方法，其特征在于，具有至少在像素部的基板表面上，形成互相分離的多個曲面狀的凹部的步驟；以及通過大致各向同性地對上述基板表面進(jìn)行蝕刻，擴(kuò)大上述多個凹部的直徑到相鄰的上述多個凹部緊挨著為止的步驟。
由此，可以用少的工序來制造上述反射板。
本發(fā)明的第三反射板的制造方法，其特征在于，具有利用光刻，至少在像素部的基板表面上形成挖空了多個孔的光抗蝕劑膜的步驟；以及利用大致各向同性的刻蝕對基板表面進(jìn)行刻蝕，在上述孔的下部、且在基板表面上形成比上述孔直徑大的凹部，使相鄰的多個凹部緊挨著的步驟。
由此，能夠容易地制造上述反射板。
此外，本發(fā)明的樹脂膜，其特征在于，在表面上具有多個曲面狀的凹或凸的基底膜上，涂布了感光性樹脂層。
由此，能夠容易地把凹凸反射板形成在顯示元件的基板上。
關(guān)于上述凹凸，上述多個曲面狀的凹或凸的最大傾角的平均值在2°以上、且在15°以下以使適合于散射反射板，利用上述凹或凸產(chǎn)生白色散射，進(jìn)而，希望上述最大傾角的平均值在4°以上、且在11°以下。
此外，其特征在于，上述凹或凸面由具有頂點的向上凸或向下凸的曲面、和由以上述曲面的拐點為邊界包圍上述曲面的脊或谷構(gòu)成的周邊部來構(gòu)成，同時，在上述曲面向上凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述谷一側(cè)，另一方面，在上述凸面向下凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述脊一側(cè)，或者，其特征在于，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似以上述凹或凸的頂點作為起點的剖面形狀時，上述凹凸的a的平均值比2大、且比4小，由此，能夠再現(xiàn)本發(fā)明的第1反射板的特性。
本發(fā)明的樹脂膜能夠利用下述方法容易地制造，該方法具有使用成形模，在基底膜上、且在表面上，成形多個曲面狀的凹或凸的步驟；以及在上述基底膜上，涂布感光性樹脂層的步驟。
此外，一種反射板的制造方法，把在表面上具有多個曲面狀的凹或凸的基底膜上涂布了感光性樹脂層的樹脂膜層疊在基板上，把在表面上具有凹凸的上述感光性樹脂層轉(zhuǎn)移到上述基板上，由此，在上述感光性樹脂層之上形成了反射膜，利用這樣的反射板制造方法，能夠用簡單的工序使用本發(fā)明的樹脂膜來制造反射板，能夠減少工序不良所引起的損耗。
特別是，利用下述反射板的制造方法，其特征在于，基板具備TFT元件，在轉(zhuǎn)移了感光性樹脂之后，在上述感光性樹脂的上述TFT元件輸出端子上形成接觸孔，損耗減少的效果顯著。
附圖的簡單說明圖1為本發(fā)明反射板的平面圖。
圖2為本發(fā)明反射板的剖面圖。
圖3為現(xiàn)有反射板的平面圖。
圖4為現(xiàn)有反射板的剖面圖。
圖5為反射板的散射特性圖。
圖6為反射板的形狀模型的剖面圖。
圖7為通過模擬求出的反射板的特性圖。
圖8(a)-(e)為本發(fā)明反射板的制造方法的工序圖。
圖9(a)、(b)為本發(fā)明反射板的制造方法的工序圖。
圖10為本發(fā)明反射板的平面圖。
圖11為本發(fā)明反射板的剖面圖。
圖12為本發(fā)明反射板的平面圖。
圖13為本發(fā)明反射板的平面圖。
圖14為本發(fā)明第2反射板的平面圖。
圖15為示出本發(fā)明反射板的制造方法中使用的掩膜的說明圖。
圖16為本發(fā)明第2反射板的剖面圖。
圖17為本發(fā)明半透射型液晶顯示元件的剖面圖。
圖18(a)-(e)為本發(fā)明樹脂膜和反射板的制造方法的工序圖。
圖19(a)-(e)為現(xiàn)有反射板制造方法的工序圖。
圖20為現(xiàn)有反射板的剖面圖。
圖21為希望的散射反射特性的特性圖。
圖22為現(xiàn)有反射板的剖面圖。
用于實施發(fā)明的最佳形態(tài)(最佳形態(tài)1)[實施例]基于圖1-圖5，說明本發(fā)明的實施形態(tài)1。圖1為本發(fā)明反射板表面的平面圖，成為多個凹部緊挨著的結(jié)構(gòu)。圖1中，實線為各凹部的邊界，虛線為等高線。此外，用圖1的點劃線示出的部位上的剖面圖是圖2。
從這些圖可知，各凹部為圓錐狀，大致為2次曲面。具體地說，如果把高度方向取為z軸，在基板面內(nèi)假定為x軸、y軸，把原點取為圓錐狀凹部的底面(頂點)，則可用下述式1表示各凹部的表面形狀，z＝α(x2+y2)+β (式1)此外，可用下述式2表示其剖面形狀(在上述式1中，假定y＝0)。但是，在式2中，多個凹部中的a的平均值為4，z＝αxa/2+β (式2)再有，在上述式1及式2中，α、β為常數(shù)，α隨各個凹部的直徑及深度而不同，此外，β表示作為原點的、各凹部的底面之高度。這里，由于為了避免衍射效應(yīng)引起的著色并使它產(chǎn)生白色散射、各凹部的深度、直徑及配置位置成為不規(guī)則的，故常數(shù)α、β離散了，但是，次數(shù)卻比較穩(wěn)定。再有，所謂次數(shù)的平均值(式z中的a/2的平均值)是對各凹部的剖面進(jìn)行了曲線配合之值的平均。
此外，由于凹部的直徑必須比像素尺寸小，故最好是在50μm以下，但是，如果凹部的直徑過小，則由于存在著衍射引起的著色變強或處理設(shè)備變小這樣的問題，故希望在3μm以上。
其次，正如從圖2可知的那樣，直徑大的中央凹部1A變深、右方凹部1B變淺，在哪個凹部中都把最傾斜的陡峭的邊界部分中的傾角限制為約11°，由此，各個凹部構(gòu)成為大致相似形。此外，通過如上述那樣來限制最傾斜的陡峭的邊界部分上的傾角，例如，在凹部1A與1B的邊界上、傾角從向右增加的11°到向右減小的11°，斜率成為不連續(xù)的、且斜率的符號反轉(zhuǎn)。
由于效仿上述現(xiàn)有技術(shù)中示出的特開平6-27481號公報作成了比較例，故將其示于圖3及圖4。圖3為平面圖，圖4為在圖3的點劃線部分上的剖面圖。正如從圖4可知的那樣，在比較例中成為連續(xù)的曲線，接近于把向上凸與向下凸的2次函數(shù)連接到一起了的形狀。
在圖1所示的本發(fā)明邊界不連續(xù)的2次曲面和圖3所示的現(xiàn)有連續(xù)的曲面上，成膜200nm的鋁反射膜作成反射板，在與相對基板之間夾持液晶的狀態(tài)下測定了散射反射特性，將其結(jié)果示于圖5。圖5是從對基板法線方向傾斜-30°的方向上入射光束時，測定反射光的射出角依賴性的結(jié)果，橫軸取為射出角，縱軸取為光強度。
正如從圖5可知的那樣，本發(fā)明反射板的特性曲線10在30°±約35°的范圍內(nèi)實現(xiàn)了大致恒定的窗式特性。這是因為，由于各凹部的最大傾角與散射反射的散射角對應(yīng)，故通過使最大傾角與大約11°一致在散射角為35 °以內(nèi)的范圍內(nèi)急劇變亮。
與此不同，現(xiàn)有的連續(xù)曲面的特性曲線9為三角形特性，正反射方向上的強度最強，在30°±約40°時大致變成零。這里，實際上，當(dāng)觀察反射型面板時，由于在接近于正反射的方向上映入了照明而使辨認(rèn)性變差，所以，從對正反射方向附加了約25°-35°的角度的方向上觀察。因而，圖5中，射出角約-5°-5 °的面板正面附近的強度最左右顯示的亮度。正如在圖5中也可知的那樣，顯然本發(fā)明反射板及反射型液晶顯示元件能夠在比現(xiàn)有角度(包含射出角-5°-5 °的范圍內(nèi))更廣闊的范圍內(nèi)實現(xiàn)亮的顯示。此外，對入射光的方位也沒有依賴性。
這里，由于散射角越大，光越發(fā)散，強度越弱，故如果傾角越大而面積不增大，則不能實現(xiàn)窗式特性?？墒牵瑘D3的現(xiàn)有反射板由于由接近于2次曲面的形狀構(gòu)成，故斜率小的平坦部分不僅在凸部的頂點、而且在包圍凸部周邊的下坡緩慢的谷底部分(陰影線部分)上也以大面積存在著，故平坦部的面積比斜率陡峭的斜面大，結(jié)果是，圖5的特性曲線9那樣的越接近于正反射處，反射強度越強。
考慮到上述情況，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，散射方向不依賴于方位的窗式特性，杉浦等人提倡的凹或凸只是2次曲面是不充分的，必須盡可能減小凹或凸周邊的下坡緩慢的部分的平坦部。因此，使由2次曲面構(gòu)成的凹或凸緊挨著，例如，如圖1、2所示那樣，做成在邊界部上斜率不連續(xù)的結(jié)構(gòu)。由此，制作出來視角廣闊、亮的反射板。
再有，為了避免衍射引起的著色，各個凹或凸在大小或位置上多少需要一些雜亂度，但如本實施形態(tài)那樣，希望即使大小不同、各凹或凸(2次曲面)的最大斜率大致一致的方法也形成更加接近于窗式的特性。
但是，如果是比其次數(shù)低的曲面，即在2次以下，且比成為直線的1次大的曲面，則能夠得到同樣的特性。對此，下述實驗2中示出。
在剖面形狀為上述(式2)所示的曲線、由使這樣的剖面形狀以頂點為中心旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成的凸形狀中，在把(式2)的次數(shù)變成了a＝2、3、4、6的情況下，對各凸形狀的剖面形狀進(jìn)行模擬，將其結(jié)果示于圖6。再有，圖6中，把代替a＝2、3、4、6的情況的各曲線示于曲線12a、12b、12c、12d。
此外，在這些凸部上形成反射膜，與上述實驗1相同，計算以30°入射時的散射反射特性，將其結(jié)果定性地示于圖7的特性圖。再有，圖7中，13a、13b、13c、13d分別對應(yīng)于上述曲線12a、12b、12c、12d。
正如從這些圖可知的那樣，在(式2)的a＝4的情況(即2次曲面的情況)下，成為實線13c那樣的窗式散射特性。此外，a＝3時，成為點劃線13b那樣的形狀，向散射方向的反射比正反射方向強，可知得到了視場角方向上比窗式散射進(jìn)一步亮的、現(xiàn)有技術(shù)中沒有的特性。另一方面，a＝2時，成為虛線13a那樣的特性，由于成為斜面為直線的圓錐，故只在特定的頂角方向上進(jìn)行反射。此外，a＝6時，可知成為13d那樣的特性，正反射方向上變強的、接近于現(xiàn)有式的散射特性。
再有，從上述計算結(jié)果導(dǎo)出了來自一個凸形狀的反射光，但是，在反射面包含多個凸時，可知從各個凸形狀的總合可大致求出特性(但是，由于衍射效應(yīng)，存在若干偏移)。因而，由多個相似形凸部構(gòu)成的反射面得到與其大致相同的特性，但是，斜率不同的各種形狀混雜時，其特性就改變了。例如，如果是得到a＝2的峰狀反射特性13a的形狀，如果把多個凸部的傾角在窗式特性的范圍內(nèi)做成傾角越增大個數(shù)越增多那樣的分布，則可得到與a＝4時相同的特性。此外，在a＝3的情況下，利用分布控制也可有同樣的情況。另一方面，在由a＝6的次數(shù)的曲面構(gòu)成時，在理論上不可能得到次數(shù)低的a＝4那樣的窗式特性。因而，使用次數(shù)比2次大的曲面就接近于現(xiàn)有的正反射強的散射特性了，故是不理想的，剖面的形狀在上述(式2)中比a＝2大、且在4以下，是較為理想的。
再有，凸形狀即使不是旋轉(zhuǎn)體，只要其剖面是2次以下的曲面就不一定限定于此，其剖面也可以是曲面狀的多角錐。
以下述方式制作了上述圖1所示的反射板，基于圖8對此加以說明。
首先，如圖8(a)所示，在600nm成膜了SiNx膜19的基板20上涂布4μm丙烯酸系的正抗蝕劑21后，利用光刻以在孔底剩余約0.5μm剩余膜23的方式挖空直徑3-5μm的孔22(平均間隔約3μm)。其次，利用熱板在130℃下把基板20加熱10分鐘時，如圖8(b)所示，形成了光滑的凹凸24。其次，使用CF475％、O225％的混合氣體在基板表面進(jìn)行反應(yīng)離子蝕刻。此時，以正抗蝕劑21與SiNx膜19蝕刻速率約為5∶1進(jìn)行了蝕刻。然后，如圖8(c)所示，在正抗蝕劑膜21剛剛剩余一半、停止蝕刻之后，去除正抗蝕劑膜21。由此，如圖8(d)所示，只剩余凹部25了。然后，用CF490％、O210％的混合氣體對SiNx膜19進(jìn)行等離子蝕刻時，各向同性地進(jìn)行蝕刻，如圖8(e)所示，孔25的直徑擴(kuò)大，相鄰凹部的緣連續(xù)起來。這樣，制作出圖1平面圖表示的形狀。
再有，作為制造方法不限定于上述方法，例如，也可以是圖9所示那樣的方法。即，如圖9(a)所示，在成膜了600nm鋁膜26的基板20上，利用光刻在酚醛系通常的正抗蝕劑27中以平均間距4μm挖空多個直徑2μm的孔之后，如圖9(b)所示，利用磷酸、醋酸、硝酸和水混合而成的鋁蝕刻液通過濕式蝕刻去除鋁時，蝕刻液進(jìn)入孔周邊的抗蝕劑下部進(jìn)行蝕刻，在鋁膜26上形成了相鄰凹部29連續(xù)起來的、與圖1相同的形狀。用該凹凸膜也實現(xiàn)了相同的窗式特性。但是，在基板面內(nèi)出現(xiàn)了不勻。
(1)在上述第1形態(tài)中，用緊挨著的凹部蓋滿了基板表面，但是，也可以沒有凹部，只用凸部構(gòu)成，或者也可以凹與凸混雜構(gòu)成。此外，不用凹或凸完全蓋滿之所以不好，是由于只在像素部，而在像素周邊部或與陳列的接觸孔部等處不需要做成這樣的結(jié)構(gòu)。
(2)如上所述，最希望的是斜率完全不連續(xù)地變化的形狀，但不限定于此，只要是下坡緩漫的斜率小的部分比現(xiàn)有的連續(xù)二次曲面減小了的形狀，其反射特性就可比連續(xù)的二次曲面有改善。例如，如圖10的等高線圖所示，在由具有頂點、且由以凸部(雖然未圖示，但是，也可以做成為向下凸部)14a、14b、14c的曲面、與曲面15的拐點為邊界包圍凸曲面的谷(脊)構(gòu)成的周邊部15來構(gòu)成時，在現(xiàn)有的連續(xù)2次曲面中凸部曲面的寬度與周邊部的寬度之差小，但是，如圖11所示，在構(gòu)成為凸部14b、14c的寬度14d、14e比周邊部16的寬度16a寬時，換言之，在構(gòu)成為成為邊界的拐點離開頂點而偏向谷(脊)一側(cè)時，散射反射的角度依賴性就可比現(xiàn)有的有改善。最好是，只要凸部14b、14c的寬度14d、14e為周邊部16的寬度16a的2倍以上，散射反特性曲線就大致接近于圖5的散射反射特性中的窗式特性10，得到了角度依賴性小、白色感高的顯示。如果在受光型顯示元件、例如液晶或場致發(fā)光顯示器等中使用這樣的反射板，就能夠?qū)崿F(xiàn)視場角廣闊、亮的、白色度高的顯示。在液晶的情況下，通過把作為反射型液晶或半透射型液晶與現(xiàn)有相同夾在具備透明電極的相對基板內(nèi)而做成液晶面板，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示清晰度高的顯示元件、顯示裝置。
(最佳形態(tài)2)圖12為本發(fā)明反射板最佳形態(tài)2的平面圖。如下所述，制作了這樣的反射板。
首先，利用光刻在基板上進(jìn)行第1丙烯酸系正抗蝕劑膜的構(gòu)圖，剩余圓凸部30，利用熱使其熔化，轉(zhuǎn)成頂點。其次，在其上涂布第2抗蝕劑膜，在利用形成了與第1抗蝕劑膜負(fù)正反轉(zhuǎn)圖形的掩模進(jìn)行曝光/顯影時，抗蝕劑在沒有圓凸部的部分上剩余下來。與第1膜相同，在利用熱將其轉(zhuǎn)圓而形成第2凸部31時，其剖面圖如圖13所示，成為下述形狀，相鄰的凸部緊挨著，大致沒有下坡緩慢的平坦部，傾角及方向在邊界上不連續(xù)地變化。
再有，上述第1及第2抗蝕劑膜的厚度都是0.8μm，圓凸部的直徑約為6μm。
在上述凹凸上成膜200nm的鋁反射膜，作成反射板，測定了散射反射特性，其結(jié)果合并示于上述圖5中。再有，實驗方法、測定方法與上述最佳形態(tài)1的實驗1相同。
正如從圖5可知的那樣，本發(fā)明反射板的散射反射特性以點劃線11示出，可知在0°附近的射出光強度比現(xiàn)有反射板的特性曲線可更強，還能夠改善視場角、亮度。
(最佳形態(tài)3)本發(fā)明第2反射板的平面圖示于圖14。圖14中，實線32是壟狀凹凸的脊部，虛線33是谷部。如圖14所示，壟狀凹凸如指紋那樣，其曲線朝向這兒那兒的方向，其脊與脊的間隔是10±1μm，此外，該間隔隨場所而一點一點地少量改變，避免了干涉色的產(chǎn)生。
這里，在現(xiàn)有技術(shù)中示出的杉浦等的描述中，由于在一個方向上形成了剖面為2次曲線的壟狀凹凸，故只在一個方位上發(fā)生散射。因此，在本最佳形態(tài)3中，把壟狀凹凸的方向彎曲成指紋狀，消除了方向依賴性。但是，如果利用現(xiàn)有技術(shù)中示出的特開平6-27481號公報中所示的方法作成這樣的壟狀圖形，則其剖面形狀成為2次曲線狀，而反射特性是與上述圖5的特性曲線11相似的三角形，是角度依賴性大的特性。
考慮到上述情況，利用切削加工把旋形壟狀凹凸的剖面形狀作成一點一點地少量不同形狀的模形，研究了反射特性。
其結(jié)果，在假定厚度方向為z，水平方向為x，此外，α、β作為常數(shù)，根據(jù)剖面形狀的凹或凸部的極值進(jìn)行上述(式2)的曲線配合時可知，在a＝3時反射特性是窗式特性。隨著a從3接近于4，特性從窗式向三角式轉(zhuǎn)移。此外，如果作成a＝2、即直線狀的傾斜，則散射角變成非常小，但是，如果使其傾角具有依據(jù)部位的分布，則由于實質(zhì)上能夠控制散射角，故能夠接近于窗式。但是，在a比3大時，可知即使帶有分布也不能改善。
根據(jù)上述情況，在方位依賴性小的以曲線方式彎曲了的壟狀凹凸中，如果使剖面形狀近似，則在(式2)的a為從2到3左右時，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的特性即窗式特性。
再有，在混合了壟狀凹凸與上述最佳形態(tài)2那樣的不連續(xù)圓錐狀的凹或凸的情況下，根據(jù)其混合比把壟狀凹凸設(shè)定成3與4之間，即可。
為了研究形狀，利用切削加工作成了模型，但在實際的反射板中為了確保大量生產(chǎn)性，利用依據(jù)光刻的下述方法來制作。
如現(xiàn)有技術(shù)那樣，通過依據(jù)熱的熔化，形狀接近于2次曲線式。因此，如圖15所示，在位于壟的谷的部分上形成曲線狀的遮光圖形34，利用掩模對于在基板上涂布了的、厚度為0.6μm的正抗蝕劑進(jìn)行了臨近效應(yīng)曝光。遮光圖形的線寬及間隔都是3μm，臨近效應(yīng)的間隙是50μm。由于在該間隙中衍射的緣故，利用光刻可形成的解像度以約5μm為極限。由于圖15的遮光圖形在解像極限以下故掩模的像模糊了，其結(jié)果，顯影出來的圖形如圖16的實線35那樣，得到了接近于x的3/2次方[參照上述(式2)]的形狀。為了比較起見，以虛線例示了z＝x2的曲線36，可知，3/2次方的曲線成為直線與2次方曲線的中間的形狀。此后，在20℃下，與上述抗蝕劑重合進(jìn)而成膜了鋁膜，其結(jié)果，作成了與實施形態(tài)1大致相同的窗式特性的反射板。
而且，把這樣的反射板與相對基板膠合而作成的反射型液晶顯示元件，可進(jìn)行亮的、視場角廣闊的、接近于紙的狀態(tài)的高清晰度顯示，實現(xiàn)了良好顯示特性的顯示裝置。
再有，如上所述，在壟狀情況之外，即使是由連續(xù)的曲面構(gòu)成的上述圖3那樣的形狀，如果其剖面形狀的次數(shù)從現(xiàn)有的2次曲面、次數(shù)下降到3/2次方曲面成為圖16的實線35，則從模擬可知，也得到窗式特性。即使次數(shù)不是嚴(yán)格的3/2，只要用(式2)的次數(shù)表示時a＝2.5-3.5，就可以認(rèn)為得到了比現(xiàn)有技術(shù)接近于窗式特性的特性。
(最佳形態(tài)4)上述最佳形態(tài)1-3描述了反射型液晶，但是，在實施形態(tài)4中說明示出窗式散射特性的半透射型液晶顯示元件。圖17為本發(fā)明最佳形態(tài)4的半透射型液晶顯示元件的剖面圖。凹凸與上述圖3所示現(xiàn)有的凹凸相同，即可。只在具有該凹凸頂點的凸部曲面37上形成反射膜38，把周邊部作成去除了反射膜38的透明狀態(tài)。然后，在其上形成了由ITO構(gòu)成的透明電極39。由于反射特性只利用反射膜存在的凸部而不含周邊部，故可將其反射特性改善成視場角廣闊的、接近于窗式散射特性的特性。把該基板與相對基板41膠合，夾住液晶40，把帶相位差板的偏振板42a、42b貼在表面和背面，作成了半透射型液晶面板43。
在利用上述方法制作的半透射型液晶顯示元件中，由于沒有反射膜的部分通過來自背照光源44的透射光，故在暗處能進(jìn)行顯示。
再有，凹凸形狀不限定于上述圖3的現(xiàn)有的連續(xù)2次曲面，也可以是如上述圖8、圖9所示周邊部窄的結(jié)構(gòu)，但是，在任一情況下，都是只在包含頂點的向上或向下凸的2次曲面部上剩余反射膜、必須把其它部分作成透明部，此外，通過作成這樣的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)亮的、具備視場角廣闊的散射反射特性的半透射型液晶元件。
(實施形態(tài)5)實施形態(tài)5涉及可以廉價地制造本發(fā)明凹凸反射板的樹脂膜及其制造方法、以及使用該樹脂膜制作的反射板的制造方法。圖18示出本發(fā)明樹脂膜及使用了該樹脂膜的反射板的制造方法之流程圖。
首先，如圖18(a)所示，使用通過切削刻入了凹凸的滾筒狀的金屬模46，對于由聚乙烯對苯二酸酯(PET)構(gòu)成的基底膜45(厚度為50μm)的一個表面進(jìn)行擠壓，由此形成多個凹凸。關(guān)于該凹凸(適合于散射反射板的凹凸，即適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行散射反射的凹凸)的傾角，希望凹凸部的最大傾角在2°以上、且在15°以下，特別希望在4°以上且在11°以下。此外，最希望作成把上述最佳形態(tài)1-4中所述的凹凸反轉(zhuǎn)了的形態(tài)，以使散射反射特性成為窗式散射特性。此外，為了避免散射反射光通過衍射效應(yīng)而進(jìn)行著色，必須使凹凸的配置不規(guī)則或者作成直線的、無規(guī)則的配置。
其次，如圖18(b)所示，利用縫隙涂布器在形成了凹凸的基底膜上涂布厚度為幾微米左右的感光性樹脂47，在進(jìn)而覆蓋了保護(hù)膜之后制作了卷成滾筒狀的樹脂膜48(干膜抗蝕劑)。其次，如圖18(c)所示，在利用通常的方法把上述樹脂膜層疊到形成了TFT元件的顯示面板用驅(qū)動基板49之上以后，在剝掉具有適合于反射板的凹凸的基底膜45時不在驅(qū)動基板49的表面上形成感光性樹脂層47。
此后，如圖18(d)所示，利用光刻在FTF元件上的感光性樹脂上形成接觸孔47h，進(jìn)而如圖18(e)所示，通過形成由鋁合金構(gòu)成的反射電極50使FTF與反射電極導(dǎo)通了。
如上所述，按照本最佳形態(tài)5，只通過利用成型模對于在基底膜上形成了凹凸的樹脂膜進(jìn)行層疊，就能夠在基板上制作適合于反射板的凹凸。
此外，由于像現(xiàn)有技術(shù)那樣不增加對于顯示面板用的驅(qū)動基板的加工工序，故可顯著地降低制造成本。這是因為，對于驅(qū)動基板來說經(jīng)過其它多個工序的附加價值高，如果對于驅(qū)動基板沒有反射板用的凹凸工序則減少了成品率降低所引起的損失等。
再有，作為樹脂如果使用感光性樹脂，則也能夠容易地形成接觸孔。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的反射板及液晶顯示元件能夠在廣闊的視場角范圍內(nèi)實現(xiàn)亮的顯示，此外，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有金屬感的紙白顯示，而且，由于能夠容易地制作這樣有用的反射板及液晶顯示元件，故在工業(yè)上的利用價值高。
權(quán)利要求
1.一種反射板，凹凸表面上形成了反射膜，其特征在于，上述凹凸具有頂點，而且，由向上凸或向下凸所形成的曲面、和由以該曲面的拐點為邊界包圍上述曲面的谷或脊構(gòu)成的周邊部來構(gòu)成，同時，在上述曲面向上凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述谷一側(cè)，另一方面，在上述曲面向下凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述脊一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射板，其特征在于，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似上述曲面的剖面形狀時，把上述凸的a的平均值限制在比2大、且在4以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射板，其特征在于，上述曲面部的寬度為上述周邊部的寬度的2倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射板，其特征在于，上述a的平均值比2大、且在3以下，用反射板反射的反射光強度的、在規(guī)定的反射角方向上進(jìn)行散射的散射反射光的強度，比入射光進(jìn)行正反射的方向上的強度強。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射板，其特征在于，相鄰的向上凸或向下凸的曲面緊挨著，周邊部實質(zhì)上不存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射板，其特征在于，相鄰的向上凸或向下凸的曲面緊挨著，周邊部實質(zhì)上不存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反射板，其特征在于，上述凹凸形狀只由向上凸或向下凸的某一種構(gòu)成，相鄰的凸的斜面的斜率的符號在上述凹或凸的邊界上反轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反射板，其特征在于，上述凹凸形狀只由向上凸或向下凸的某一種構(gòu)成，相鄰的凸的斜面的斜率的符號在上述凹或凸的邊界上反轉(zhuǎn)。
9.一種顯示元件，其特征在于，具備權(quán)利要求1所述的反射板。
10.一種顯示元件，其特征在于，具備權(quán)利要求2所述的反射板。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示元件，其特征在于，具備液晶層。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示元件，其特征在于，具備液晶層。
13.一種顯示裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求11所述的顯示元件。
14.一種顯示裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求12所述的顯示元件。
15.一種反射板，其特征在于，是在由連續(xù)的曲面構(gòu)成的多個凹凸表面上形成了反射膜的反射板，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似以凹或凸的頂點作為起點的剖面形狀時，把上述多個凹凸的a的平均值限制在比2.5大、且比3.5小。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射板，其特征在于，凹凸的剖面形狀的凹和凸大致對稱。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射板，其特征在于，凹凸主要由壟狀的凹凸構(gòu)成。
18.一種顯示元件，其特征在于，具備權(quán)利要求15所述的反射板。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示元件，其特征在于，具備液晶層。
20.一種顯示裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求19所述的顯示元件。
21.一種液晶顯示元件，在基板上具備多個具有頂點的向上凸或向下凸的曲面，而且，在上述凸曲面上具備反射膜，同時，在包圍上述凸曲面的周邊部上具備沒有反射膜的基板和液晶層，其特征在于，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似以上述凸曲面的頂點作為起點的剖面形狀時，上述多個凹或凸的a的平均值比2大、且在4以下。
22.一種反射板的制造方法，其特征在于，具有在基板表面上形成第一凹或凸的步驟；在沒有上述第1凹或凸的部分上，進(jìn)行通過光掩模的曝光和顯影，由此，形成第2凹或凸的步驟；以及在上述第2凹或凸上，把反射膜成膜的步驟。
23.一種反射板的制造方法，其特征在于，具有至少在像素部的基板表面上，形成互相分離的多個曲面狀的凹部的步驟；以及通過大致各向同性地對上述基板表面進(jìn)行蝕刻，擴(kuò)大上述多個凹部的直徑到相鄰的上述多個凹部緊挨著為止的步驟。
24.一種反射板的制造方法，其特征在于，具有利用光刻，至少在像素部的基板表面上形成挖空了多個孔的光抗蝕劑膜的步驟；以及利用大致各向同性的刻蝕對基板表面進(jìn)行刻蝕，在上述孔的下部、且在基板表面上形成比上述孔直徑大的凹部，使相鄰的多個凹部緊挨著的步驟。
25.一種樹脂膜，其特征在于，在表面上具有多個曲面狀的凹或凸的基底膜上，涂布了感光性樹脂層。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的樹脂膜，其特征在于，上述多個曲面狀的凹或凸的最大傾角的平均值在2°以上、且在15°以下，利用上述凹或凸產(chǎn)生白色散射。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的樹脂膜，其特征在于，上述最大傾角的平均值在4°以上、且在11°以下。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的樹臘膜，其特征在于，上述凹或凸面由具有頂點的向上凸或向下凸的曲面、和由以上述曲面的拐點為邊界包圍上述曲面的脊或谷構(gòu)成的周邊部來構(gòu)成，同時，在上述曲面向上凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述谷一側(cè)，另一方面，在上述凸面向下凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述脊一側(cè)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的樹脂膜，其特征在于，在假定厚度方向為z，水平方向為x，以z＝αxa/2+β(α、β為常數(shù))近似以上述凹或凸的頂點作為起點的剖面形狀時，上述凹凸的a的平均值比2大、且比4小。
30.一種樹脂膜的制造方法，其特征在于，具有使用成形模，在基底膜上、且在表面上，成形多個曲面狀的凹或凸的步驟；以及在上述基底膜上，涂布感光性樹脂層的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的樹脂膜的制造方法，其特征在于，上述多個曲面狀的凹或凸的最大傾角的平均值在2°以上、且在15°以下，利用上述凹或凸產(chǎn)生白色散射。
32.一種反射板的制造方法，其特征在于，把在表面上具有多個曲面狀的凹或凸的基底膜上涂布了感光性樹脂層的樹脂膜層疊在基板上，把在表面上具有凹凸的上述感光性樹脂層轉(zhuǎn)移到上述基板上，由此，在上述感光性樹脂層之上形成了反射膜。
33.一種反射板的制造方法，其特征在于，基板具備TFT元件，在轉(zhuǎn)移了感光性樹脂之后，在上述感光性樹脂的上述TFT元件輸出端子上形成接觸孔。
全文摘要
在凹凸表面上形成了反射膜的反射板中,上述凹凸具有頂點,而且,由向上凸或向下凸所形成的曲面、和由以該曲面的拐點為邊界包圍上述曲面的谷或脊構(gòu)成的周邊部來構(gòu)成,同時,在上述曲面向上凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述谷一側(cè),另一方面,在上述曲面向下凸的情況下、上述拐點離開上述頂點與上述谷的中央而偏向上述脊一側(cè)。
文檔編號G02B1/10GK1382263SQ00814611
公開日2002年11月27日 申請日期2000年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者脅田尚英, 西山誠司, 河栗真理子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社