CN1393703A - 反射板及其制造方法、液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

形成一种具有波状表面的反射板(11)，它根据特定的方位角而具有不均匀的表面法线方向分布。由于线条状凸起图形(18)和绝缘薄膜层(19)而形成波状表面。凸起图形(18)相互交叉以形成多个凹入部分，每个凹入部分都具有闭合图形的形状。凸起图形(18)通过构图形成，从而使它们具有近乎一致的厚度。

Description

反射板及其制造方法、液晶显示器件及其制造方法

发明所属技术领域

本发明涉及一种能够实现高对比度的反射板及其制造方法，以及一种液晶显示器件及其制造方法。

相关技术说明

过去已知存在有这样一种反射型液晶显示器件，它利用一个包含于其中的反射板使来自外部的入射光反射，并利用这个光作为显示用光源。这种反射型液晶显示器件不需要使用背光作为光源。因此，这种反射型液晶显示器件具有更小的能耗，并且比透射型液晶显示器件更薄，因而在便携式电话等设备中得到了广泛的使用。

这种反射型液晶显示器件包括：密封在液晶单元中的液晶；用于驱动液晶的开关元件；以及位于液晶单元内部或外部的反射板。这种反射型液晶显示器件是一种采用(例如)薄膜晶体管作为开关元件的有源矩阵型液晶显示器件。

已经开发出一种作为反射型液晶显示器件的液晶显示器件，它含有一个反射板，在该反射板的表面上形成有一个具备不均匀图形的反射电极，其目的是为了增加朝反射板的法线方向(朝向观察者)散射的光进而提高对比度。这种液晶显示器件在日本专利No.2825713以及其它公报中得到过说明。

在这种液晶显示器件中，在一反光层下形成有波状图形，这些图形是通过由树脂制成的多个柱状凸起部分排列而形成的。该反光层通过一层有机绝缘膜被形成在其上形成有凸起图形的反光板上。如图21中的平面视图所示，具有圆形截面的多个凸起图形被相互独立地排列在反射板的表面上。这些具有圆形截面的凸起图形有很高的光散射特性，并且能够将入射光几乎均匀地反射向整个方位角。

极角(polar angle)为图22中从反射板的法线方向量得的角度Φ1，方位角则是从平行于反光层的平面中量得的角度Φ2。反射板的反射特性(方位角、极角、光强)一般是通过对从30度极角的方向上进入的入射光的反射光进行检查而观察到的。

从提高液晶显示器件在使用时的对比度的角度来看，人们期望得到一种朝0度极角方向(朝法线方向)具有高反光强度的反射板。但是，具有类似于图21所示的凸起图形的反光板能够将入射光几乎均匀地反射向整个方位角。因此，极角与反光强度之间的关系显示出与正态分布相类似的状态，如图23所示。所以，在使用这种具有圆形截面的凸起图形时，朝0度极角方向的反射光强的增加量将受到一定的限制。

不仅反射型液晶显示器件，而且如日本专利申请2955277所公开的所谓的半透明液晶显示器件具有相同的问题。该液晶显示器件包括像素电极，它具有透明区域和反射区域，以及反射板，从而具有透射功能和反射功能。由于具有反射板，这种类型的液晶显示器件不能避免同样的问题。

发明概述

考虑到上述情况，本发明的一个目的是提供一种能够实现高对比度的反射板及其制造方法，以及一种液晶显示器件及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种能够将光高效地朝反射板的法线方向反射的反射板及其制造方法，以及一种液晶显示器件及其制造方法。

为了实现上述目的，根据本发明第一个方面，提供一种反射板，其表面具有凹腔和凸起部分，其中：

在该表面上的法线方向分布对于特定的方位角是不均匀的；并且

反射光强度取决于方位角。

在上述特定的方位角中与极角有关的反射光强度的分布除法线反射成分之外表现出一个或多个局部最大值。

利用上述凹凸形状的凸起部分形成闭合图形。

利用该闭合图形将所述凹腔和凸起部分的凹腔部分包围。

上述闭合图形为多边形。

上述多边形近似为三角形或梯形。

上述多边形是平面度为大于0.5、等于或小于8的大致的三角形。

在每个闭合图形中，在反射光强度变为最大的第一方向上的长度比与该第一方向垂直的第二方向上的长度短。

上述闭合图形的凸起部分形成的线条形状具有基本一致的宽度。

上述闭合图形的凸起部分形成的线条形状具有基本一致的厚度。

根据本发明第二方面，提供一种液晶显示器件，使用上述的反射板。

在这种情况下，当从极角为-30度的方向用入射光照射上述反射型或半透明型液晶显示器件的显示面时，在极角为0至10度的范围中上述反射光强度为局部最大值。

当从极角-30度的方向用入射光照射上述反射型或半透明型液晶显示器件的显示面时，在极角为10-20度的范围中上述反射光的强度相对于极角具有正的斜率，在极角为10至A度的范围(10＜A＜20)时，斜率随着极角的增大而变小，在极角为A至20度时，随着极角的增大，斜率也变大。

根据本发明第三方面，提供一种反射板的制造方法，包括：

在衬底上涂覆有机树脂，通过线条形状的掩模对上述有机树脂进行构图，形成多个线条形状的凸起图形以相互交叉，从而形成具有闭合图形形状的凹腔部分，和

涂覆层间膜以覆盖上述线条形状的凸起图形。

上述线条形状的掩模在相互交叉的部分和其附近具有比其它部分更细的线宽度。

根据本发明第四方面，提供一种反射板的制造方法，包括，通过在衬底上涂覆有机树脂，并通过改变曝光量来对有机树脂进行曝光和显影，形成接触孔部分，并同时形成凹腔和凸起部分，该凹腔和凸起部分包括多个相互交叉的线条形状的凸起部分，和被上述凸起部分围成的凹腔部分。

上述接触孔部分和凹腔和凸起部分的构图工序包括利用不同的掩模、不同的曝光量将上述有机树脂曝光的步骤。

用于对上述凹腔和凸起部分构图的上述有机树脂的曝光量是用于对上述接触孔部分构图的上述有机树脂的曝光量的10-50％。

上述接触孔部分和凹腔和凸起部分的构图包括用对上述接触孔部分和凹腔和凸起部分的掩模的透光率不同的半色调掩模对上述有机树脂曝光的步骤。

用于形成上述线条形状的凸起部分的掩模在相互交叉的部分和其附近具有比其它部分更细的线宽度。

根据本发明第五方面，提供一种液晶显示器件的制造方法，包括利用上述的制造方法形成反射板。

附图说明

通过以下的详细文字说明并参考附图，本发明的上述目的及其它目的和优点将变得更加清析易懂，在附图中：

图1是根据本发明一个实施例所述的反射型液晶显示器件的截面图；

图2A和2B示出了待被反射的光；

图3A至3F示出了用于制造图1所示下层衬底的步骤；

图4示出了一个掩模图形；

图5A至5C是掩模图形的一个交叉点的扩展图；

图6A是一个基本结构的扩展图，图6B至6D是沿图6A中的A-A线切开时的截面图；

图7A和7B示出了关于根据本发明实施例所述反射板的反射光强与方位角和极角之间的关系；

图8示出了一个具有等边三角形基本图形的凸起图形；

图9示出了线宽与侧边厚度之间的关系；

图10示出了180度方位角上的极角与反射率之间的关系；

图11A和11B示出了在线宽改变的情况下极角与反射率之间的关系；

图12A至12C示出了在侧边长度改变的情况下极角与反射率之间的关系；

图13A和13B示出了在平面度改变的情况下极角与反射率之间的关系；

图14示出了一个具有等腰三角形基本图形的凸起图形；

图15A和15B示出了在无序度改变的情况下极角与反射率之间的关系；

图16A和16B示出了在使用不同掩模图形的情况下极角与反射率之间的关系；

图17示出了在有机绝缘层的厚度改变的情况下方位角与反射率之间的关系；

图18A至18C示出了用于制造根据本发明第二个实施例所述的下层衬底的步骤；

图19示出了在露光量改变的情况下方位角与反射率之间的关系；

图20示出了根据本发明另一个实施例所述的一种半透明型液晶显示器件；

图21是常规凸起图形的平面视图；

图22用于解释极角和方位角；

图23示出了在使用图21所示凸起图形的情况下极角与反光强度之间的关系。

优选实施例的详细说明

以下将参考附图对本发明的实施例进行说明。以下将要说明的实施例只是本发明实施例之一，其意图不是对本发明范围的限制。(第一实施例)

根据本实施例所述的反射型液晶显示器件是一个有源矩阵型液晶显示器件，其各个象素中都具有一个诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件。

图1是根据本实施例的反射型液晶显示器件的一个单位象素区域的截面图。如图1所示，反射型液晶显示器件10包括：下层衬底11、与下层衬底11相对的对向衬底12、以及夹在下层衬底11与对向衬底12之间的液晶层13。

下层衬底11包括：绝缘衬底14、绝缘保护膜15、TFT 16、第一绝缘层17、凸起图形18、第二绝缘层19以及反射电极20。

绝缘保护膜15由无机或有机绝缘材料制成，它被淀积在绝缘衬底14上。TFT 16用作一个开关元件，它被形成在绝缘保护膜15上。

TFT 16含有形成在绝缘衬底14上的栅电极16a、经过绝缘保护膜15位于栅电极16a之上的半导体层16b、以及漏电极16c和源电极16d，它们分别与一未在图中示出的半导体层内的漏极区和源极区相连接。

其它非TFT的晶体管(例如MIM之类的二极管)也可被采用作为开关元件。

第一绝缘层17由一种无机或有机材料制成，它被按照预定的图形形成在其上形成有TFT 16的绝缘保护膜15上。

凸起图形18由树脂材料制成，它被形成在第一绝缘层17和源电极16d上。凸起图形18内形成有多个线条状图形，它将在后面加以说明。

第二绝缘层19被形成以覆盖凸起图形18。第二绝缘层19由一种树脂材料制成。在第二绝缘层19当中，形成有一个接触孔21，其底部露出源电极16d。第二绝缘层19的表面由于其下的凸起图形18而呈现出波状(不均匀)。

反射电极20由诸如铝的导电材料制成，它被形成在含有接触孔21的第二绝缘层19上。反射电极20通过接触孔21与TFT 16的源电极16d相连接，从而起到了象素电极和反光层的作用。反射电极20的表面由于凸起图形18和第二绝缘层19而也是波状的。

在环绕底层衬底11外围的终端区域中，有一个栅极端22被形成于绝缘衬底14上，并且有一个漏极终端23被形成于覆盖在栅极终端22之上的绝缘保护膜15上。

对向衬底12含有一个滤色片25以及一个透明电极24，它们被顺序淀积在一个透明绝缘衬底26的表面上。一个偏振片27被形成在绝缘衬底26的另一个表面上。

液晶层13是通过利用TN(Twisted Nematic扭转向列)法、STN(Super Twisted Nematic超级扭转向列)法、单偏振片法、GH(GuestHost宾主)法、PDLC(聚合物扩散液晶)法、胆甾醇法或类似方法而形成的。液晶层13设置有一个预定方向。

以下将对具有上述结构的反射型液晶显示器件10的操作进行说明。

在白色模式下，来自对向衬底12外部的入射光Li通过偏振片27穿过绝缘衬底26、滤色片25、透明电极24以及液晶层13，最后到达反射电极20的表面。

反射电极20的表面因凸起图形18而呈现波状，从而使入射光Li按照一个受到波形影响的指向反射。反射光Lr往回穿过液晶层13、透明电极24、滤色片25、绝缘衬底26以及偏振片27，从而返回至外部以作为显示光。

与此相反，在黑色模式下，虽然来自对向衬底12外部的入射光Li与白色模式情况相类似地被反射到反射电极20上，但反射光却被偏振片27阻止而不能向外出射。反射型液晶显示器件10就是按照这种方式被切换至ON(导通)和OFF(截止)。

反射光Lr的反射方向和反射光强的分布取决于形成在反射电极20表面上的波状表面图形的倾角和法线方向。图2A示例性地显示出了观察者所感觉到的入射光Li和反射光Lr。来自光源的入射光Li和在对向衬底12上反射的光Lr各自与对向衬底12的法线方向所形成的角度分别定义出了入射角Ti和反射角Tr。由于入射光Li在反射电极20的波状表面上被反射，所以入射角Ti和反射角Tr取不同的值。

图2B示例性地显示出了入射光Li’在反射电极20的波状表面的A点上的反射。在入射光Li’到达A点的情况下，光在反射电极20的A点的接触面上被反射。这样，反射光Lr’将按照一个以A点上的法线方向为对称轴并且与入射光Li’相对于该对称轴的角度相同的角度所决定的方向反射。这里，假设由反射电极20在A点上的接触面与下层衬底11所形成的角度被定义为A点上的倾角θ。则反射光Lr’的反射方向和反射光强的分布取决于倾角θ和反射电极20的凸起及凹腔图形的法线方向。

接下来将对一种制造上述反射型液晶显示器件10的方法进行说明。图3A至3F示出了用于制造图1所示反射型液晶显示器件10或者尤其是下层衬底11的步骤。

用作开关元件的TFT 16被首先形成于绝缘衬底14上。具体来说，栅电极16a被形成在绝缘衬底14上，然后绝缘保护膜15被形成以覆盖绝缘衬底14和栅电极16a。接下来，具有一漏极区和一源极区(图中未示出)的半导体层16b通过蚀刻、杂质注入等技术被形成在绝缘保护膜15上(图3A)。然后，待与漏极区和源极区分别连接的漏电极16c和源电极16d被形成在绝缘保护膜15上。另外，第一绝缘层17被形成在TFT 16上(图3B)。

接下来，在有机树脂被涂在第一绝缘层17上之后，树脂利用预定的光刻技术和蚀刻技术而被构图。通过这种构图处理，就形成凸起图形18，如图3C所示。在构图处理之后，对凸起图形18进行焙烧。通过焙烧过程，凸起图形18的形状围起，如图3D所示。

凸起图形18被形成为线条状。相邻的凸起图形18构成了一个具有基本图形形状(尤其是一个闭合图形，例如三角形)的凹入部分。线条状凸起图形18的形成是利用图4所示的掩模图形而实现的。在由本专利申请的申请人所提出的日本专利申请No.2001-55229中曾经提出了一种具有这种线条状凸起图形18的反射板。

通过形成线条状凸起图形18以形成具有基本图形形状的凹入部分，待在后面步骤中形成的反射电极20将在其表面上具有预定形状的凹入和凸起部分。结果，下层衬底11就被制备出来，它能够实现使反射光强取决于方位角、并且能够通过增加要朝一特定方向反射的光从而实现高度的定向反光。

在图4所示的掩模图形中，可以用图5B和5C所示的经改进的掩模图形替代一些线条状凸起部分的形成部分的交叉点的图形(图5A所示)。利用这些经过改进的掩模图形，就可以减少基本图形的顶点与侧边之间薄膜厚度的差异。

在凸起图形是利用图5A所示掩模图形形成的情况下，基本图形(三角形)的顶点将如图6A所示变宽和变圆，这是由于曝光分辨率和抗蚀分辨率的误差原因。另外，如图6B中沿图6A中的A-A线而得到的截面图所示，图形的高度(薄膜厚度)是不一致的，其顶点部分高于侧边部分。

在第二绝缘层19被淀积在其顶点部分的高度和侧边部分的高度不一致的凸起图形18上的情况下，如果顶点部分周围的区域被设计成具有适当的倾角，则第二绝缘层19在侧边部分附近的区域中会是平坦的(图6C)。另一方面，如果侧边部分周围的区域被设计成具有适当的倾角，则顶点部分可以从第二绝缘层19上伸出(图6D)。因此，如果在凸起图形18的高度中存在差异，则不能获得有效率的光反射，并且可能会造成光反射的不均匀。

在图5B所示的掩模图形中，凸起形成部分的交叉点上具有宽度较窄的线条。例如，在图5A所示的掩模图形中，凸起形成部分的宽度沿整个线条被设定成约为4μm，在图5B所示的掩模图形中，交叉点上及附近的线条宽度被设定成约为2μm。而在图5C所示的掩模图形中，交叉点上及附近的线条则被清除掉。通过缩窄顶点部分上凸起图形18的线条宽度，或者通过清除顶点部分上的线条，就可以减少或消除基本图形的顶点与侧边之间高度(薄膜厚度)的不均匀性。因此，就可以获得高效率的光反射。

回到图3D来说明。接下来，将由有机树脂制成的中间层薄膜涂覆在凸起图形18上，从而使其表面呈现出轻微的波状。然后，利用光刻技术开出接触孔21。之后，对中间层薄膜进行焙烧处理，以形成第二绝缘层19(图3E)。

接着，一层铝(Al)薄膜被形成于含有接触孔21的第二绝缘层19上。然后，作为反射象素电极的反射电极20通过构图被形成(图3F)。这样，作为反射板的下层衬底11就被制作完成。

在如此形成的下层衬底11与通过将滤色片25等淀积在绝缘衬底26上而形成的对向衬底12之间放置有多个隔片(图中未示出)。由隔片形成的空间(小室)被填充入树脂并被密封。之后，将偏振片27粘在对向衬底12的表面上，这样就完成了图1所示的反射型液晶显示器件10。

如上所述，在具有上述含有线条状凸起图形18的结构的反射型液晶显示器件10中，由于反射光强取决于方位角，因此可增加朝一特定方向反射的光。

图7显示出了当光从-30度极角的方向照射到具有上述结构的下层衬底11(反射板)上时对方位角和反射光强进行测试的研究结果。这里，极角为图22中所示从反射板的法线方向测得的角度φ1，方位角则是从平行于反射层的平面中测得的角度φ2。

当考虑液晶显示器件的普通应用的情况下，可以考虑当入射光Li从-30度的极角(0度方位角)照射到显示面上时，观看者最佳地感觉到从0到20度的极角(180度的方位角)的方向、优选从0至10或10至20极角(180度的方位角)所反射的光Lr。因此，当从上述方向用入射光Li照射时，在使用能够在上述方向反射光Lr的反射板的液晶显示器件上，可以实现高的对比度。

图7A和图7B分别显示了极角和反射光强度之间的关系和方位角和反射光强度的关系，这是当光从-30度极角的方向照射到具有上述结构的下层衬底11(反射板)上时得到的。如图22所示，极角是从反射板的法线方向测量的角度φ1，而方位角是在与反射板平行的平面中测量的角度φ2。

在下层衬底11上形成由等边三角形的基本图形形成的闭合图形，如图8所示。

如图7A所示，反射光强度显示出除法线反射方向(30度的极角)外在0至10度的极角附近具有峰值。如图7B所示，反射光强度根据方位角的变化而有规律地改变。特别是，反射光强度显示出在0度、60度和120度的极角处具有峰值。随着极角变大，例如从10变到20度，峰值变小。

反射光强度向着特定角度的方向变强的原因是，在下层衬底11的波状表面上存在着法线方向的不均匀。

在极角为0至10度附近的反射特性被认为主要是由三角形的侧边部分所造成的，而在靠近等于或大于20度的法线反射的分量的反射特性则是由于靠近三角形的中心的平坦部分而造成的。因此，可以认为，当方位角是180度(当方位角面向前方时)，为了改进在极角为0至30度附近的反射率，增加测量方向的垂直直相交的边数目是有效的。例1

图9示出了在基本图形是通过喷涂厚度为2.35μm的树脂薄膜、利用图5A和5B所示掩模图形对该薄膜进行构图、并且焙烧薄膜而被形成的情况下，基本图形(三角形)的线宽与顶点和侧边部分的厚度之间的关系。

如图9所示，在使用图5A所示未经改进的掩模图形的情况下，顶点部分的厚度为1.90μm。另一方面，在使用图5B所示其中线宽在交叉点上被缩窄的掩模图形的情况下，顶点部分的厚度为1.60μm。从这个结果中可以看出，在使用经过改进的掩模图形的情况下，顶点与侧边之间的厚度差可被减小。

另外，很明显，线宽越大，侧边部分就越厚。因此，最好说成，侧边部分的线宽越大，顶点部分与侧边部分之间的厚度差就越小。特别是，显然最好应将线宽设定成约5μm，从而使侧边部分的厚度约为1.3μm。例2

光被从30度极角的方向上照射到其中凸起图形18被形成以构成三角形凹入部分的下层衬底11上，其目的是为了测量与光源相对的180度方位角上的极角与反射光强之间的关系。

在此测量中使用了由Otsuka电子公司制造的分光光度计IMUC(LCD7000)。另外，在此测量中，入射光被照射到作为基本图形的三角形的一个顶点上。并且分光光度计被平行于三角形的一个边而放置。在180度方位角上的测量结果如图10所示。

从图10中的结果可以明显看出，反射光强(反射率)在30度极角和5度极角附近两次达到局部最大值。反射光强的交替变化代表了与极角相对应的多个局部最大值，这个事实证明：下层衬底11与方位角有关地具有图7A和7B所示的定向性。

0度极角上的反射光强比90度方位角(未通过数据显示出来)上的反射光强更强。其原因在于，在180度方位角的情况下，反射光强的局部最大值出现在5度极角附近，这是由于图7A和7B中所示的光反射取决于方位角。如果反射光强的局部最大值出现在0至10度的极角附近，则0度极角上的反射光强就可得到加强。例3

为了使反射光强在180方位角和0度极角上达到最大，以下将对与凸起图形18有关的参数进行考虑。例3-1

图11A和11B分别示出了对180方位角上的极角与反射光强之间的关系进行测量的结果，图11A代表基本图形的线宽被设定为3μm的情况，图11B代表基本图形的线宽被设定为4μm的情况。其测量的条件与例2中的条件相同。焙烧之后，凸起图形18在基本图形的侧边上的薄膜厚度为1.3μm，第二绝缘层19的薄膜厚度为1.5μm，并且基本图形的侧边长度平均为24μm。

在图11A和11B中，反射光强具有多个局部最大值。从图11A中可以知道，在线条宽度为3μm的情况下，反射光强在15度极角附近达到了局部最大值。而另一方面，从图11B中可以知道，在线条宽度为4μm的情况下，反射光强在0度极角和15度极角附近达到了局部最大值。由于反射光强在0度极角附近达到局部最大值，所以得出这样的结论，即，在线宽为4μm的情况下，0度极角上的反射光强比较强。例3-2

图12A至12C分别示出了对极角与反射光强之间的关系进行测量的结果，图12A代表三角形(基本图形)的一个边长为24μm的情况，图12B代表20m的情况，图12C代表16m的情况。其测量的条件也与例2中的条件相同。焙烧之后，凸起图形18在基本图形的侧边上的薄膜厚度为1.3μm，第二绝缘层19的薄膜厚度为1.5μm，并且基本图形的线宽为5μm。

在图12A至12C中，反射光强具有多个局部最大值。通过对图12A至12C进行比较可以明显看出，侧边长度越大，其上出现反射光强局部最大值的极角越接近0度。也就是说，可以得出这样一个结论，即，侧边长度越大，0度极角上的反射光强就越强。例3-3

图13A和13B分别示出了对极角与反射光强之间的关系进行测量的结果，图13A代表三角形的平面度为1.0的情况，图13B代表三角形的平面度为0.8的情况。这里，用等边三角形的底边与高之比代表1.0的平面度(如图8所示)，用其高为一等腰三角形的高的0.8倍的等腰三角形的底边与高之比代表了0.8的平面度(如图14所示)。其测量的条件也与例2中的条件相同。焙烧之后，凸起图形18在三角形的侧边上的薄膜厚度为1.3μm，第二绝缘层19的薄膜厚度为1.5μm，三角形的侧边长度平均为24μm，并且线宽为5μm。

在图13A和13B中，反射光强具有多个局部最大值。通过对图13A和13B进行比较可以明显看出，在形成平面度为0.8的三角形的情况下0度极角上的反射光强比在形成平面度为1.0的三角形的情况下的反射光强更强。与上面说明的一样，造成这种结果的原因在于，在平面度为0.8的情况下，与处于特定区域内的分光光度计水平地排列的线条状凸起图形18要多于平面度为1.0的情况。

但是，如果平面度小于0.5，则反射光有可能产生干涉，从而使反射板的特性受到不利影响。因此，研究发现，平面度最好为0.5至0.8。例3-4

图15A和15B分别示出了对极角与反射光强之间的关系进行测量的结果，其中图15A代表排列基本图形时的无序度为0.5的情况，图15B则代表无序度为0.75的情况。这里，假设在全部基本图形都相互平行排列的情况下，这种状态被定义为具有0.0的无序度，而在全部基本图形都完全随机排列的情况下，这种状态被定义为具有1.0的无序度。其测量的条件也与例2中的条件相同。焙烧之后，凸起图形18在该基本图形的侧边上的薄膜厚度为1.3μm，第二绝缘层19的薄膜厚度为1.5μm，基本图形的侧边长度平均为24μm，并且线宽为5μm。

在图15A和15B中，反射光强具有多个局部最大值。通过对图15A和1 5B进行比较可以明显看出，在无序度为0.5的情况下0度极角上的反射光强比无序度为0.75的情况更强。造成这种结果的原因在于，与分光光度计水平地排列的线条状凸起图形18的数目在无序度较大的情况下比较小。但是，如果无序度减得太小，则反射光有可能产生干涉，从而使反射板的特性受到不利影响。例3-5

图16A和16B分别示出了对极角与反射光强之间的关系进行测量的结果，其中图16A代表了将图5B所示经过改进的掩模图形加载到基本图形的顶点上的情况，图16B则代表了将图5A所示未经改进的掩模图形加载到基本图形的顶点上的情况。其测量的条件也与例2中的条件相同。焙烧之后，凸起图形18在该基本图形的侧边上的薄膜厚度为1.3μm，第二绝缘层19的薄膜厚度为1.5μm，基本图形的侧边长度平均为24μm，并且线宽为5μm。

在图16A和16B中，反射光强具有多个局部最大值。通过对图16A和16B进行比较可以明显看出，在使用图5B所示经过改进的掩模图形的情况下，0度极角上的反射光强比使用未经改进的掩模图形的情况更强。通过缩窄基本图形的顶点上的线宽，就可减小凸起图形18的侧边部分与顶点之间的高度差。因此，可以考虑防止使顶点的形状变成图21所示的从平面角度观看时的圆形，从而增强朝方位角方向反射的反射光强度的定向性(各向异性)。例3-6

本例通过改变第二绝缘层19的厚度来考虑极角与反射光强之间的关系。其测量条件与例2中的条件相同。图17示出了在基本图形为三角形、平面度为0.8、线宽为0.4μm、侧边长度为28μm、凸起图形18的厚度为2.0μm并且无序度为0.75的条件下，在第二绝缘层19的涂抹厚度为1.5μm、2.0μm或3.0μm时所测得的结果。

从图17中可以看出，第二绝缘层19变厚，在靠近0度方位角附近出现的峰值移向20度附近并最终消失。可以考虑这是由于三角形的边被第二绝缘层19平坦化的结果。

在第二绝缘层19的厚度为1.5μm时，反射光强度在0至10度的极角附近达到局部最大值。因此，当显示装置在此角度范围内使用时，如果反射板按这种方式设计，可以得到高的反射率。

另外还知道，在第二绝缘层19的厚度为2.0μm时，反射光强度的改变在极角为10-20度的范围中具有正的斜率，在极角为10至A度的范围(10＜A＜20)时，反射光强度变化的斜率随着极角的增大而变小。此外，在极角为A至20度的范围时，伴随着极角的增大，反射光强度变化的斜率也变大。因此，在显示装置在此极角范围内使用时，如果反射板按这种方式设计，可以得到高的反射率。

通过使用在焙烧时具有不同熔化特性的三种材料作为第二绝缘层19的材料，将会得出相同的考虑结果。从测量结果来看，具有较差熔化特性并且不易于改变其形状的材料能够在0度极角上实现最强的反射光强度。

如以上这些例子所述，反射光的光强按照方位角而被构成基本图形的凸起图形18改变。因此可以确定，反射光光强随极角的变化取得了多个局部最大值，如果这些最大值中的一个出现在0至10度的极角附近，则0度极角上的反射光强就可得到增强。这样，下层衬底11(反射板)就能够增加要朝0度极角方向(即，朝向观察者)反射的光量，从而提高了对比度。

具体来说，通过改变线宽、侧边长度、凸起图形18的薄膜厚度以及第二绝缘层19的薄膜厚度，就可以形成凸起和凹入部分，从而使反射板的各向异性以及朝向反射板法线方向的反射光的光强达到最大化。另外，通过缩窄交叉点上的线条状凸起图形18的线宽，就可以使凸起图形18的厚度近乎均匀。这样，基本图形的顶点与侧边之间的高度差就可得到减小。

随着高度差的减小，就可防止因凸起图形18从第二绝缘层19伸出而造成的光反射效率下降的现象。另外，由于第二绝缘层19的厚度可以在一定程度上得到自由设定，因此可以通过对第二绝缘层19的厚度进行选择，从而增强朝向法线方向(0度极角的方向)的反射光的光强。第二实施例

图18C显示了根据第二实施例的反射板(下层衬底11)的结构。与第一实施例不同，根据第二实施例的下层衬底11通过形成在一个层间绝缘膜30上的起伏形状，形成反射电极20的波状表面。

层间绝缘膜30由光敏树脂形成，如后面将要说明的那样，通过改变紫外线(UV)的曝光量，其凹腔部分和凸出图形在形成接触孔21的同时被形成。

下面将参考图18A至18C来说明根据本发明第二实施例制造下层衬底11的方法。该制造方法在未决日本专利申请公开No.2000-250025中披露。

首先，如图18A所示，在图3B所示状态的第一绝缘膜17等上，涂覆形成例如正型感光树脂构成的有机树脂层31。

接着，将有机树脂层31曝光和显影，如图18B所示，形成接触孔21，并在其表面上形成接触孔21。在其表面形成凹凸图形。即，用不同的掩模对形成接触孔21的区域和形成凹凸图形的区域进行不同曝光量的曝光。优选地，凹凸图形的形成区域的曝光量(UV1)为形成接触孔的区域的曝光量(UV2)的10～50％。

正型感光树脂的溶解速度在很大程度上依赖于感光剂的分解率。利用该性质，改变凹凸图形形成区域和形成接触孔的区域中的分解率，可以形成各区域树脂的溶解速度差异。从而，通过使接触孔21充分溶解(显影)的时间进行显影，可以形成深的接触孔21和浅的凹凸起图形。

其中，有机树脂层31的图形可以使用所谓的半色调掩模，而用同一掩模进行。即，可以采用对接触孔21的形成区域和对凹凸图形的形成区域透光率不同的同一掩模。

在有机树脂层31构图之后，进行焙烧，形成层间绝缘膜30。接着，形成铝等金属膜，接着进行构图，形成反射电极20。通过以上步骤，完成了图18C所示的下层衬底11。在图19中显示了有机树脂层31的膜厚是一定的时候，凹凸图形形成区域的曝光量为接触孔形成区域曝光量的25％、20％、和15％的结果。测定条件与上述实施例3-6相同。

从图19可见，减少曝光量，在0度附近的反射强度的峰值向20度附近移动，并最终消失。这被认为是三角形的边被层间绝缘膜19平整化而造成的。

在曝光量为接触孔曝光量的25％时，强度在0至15度附近变动最大。从而，在该角度范围中使用时，通过这样的设计，得到高的反射率。

另一方面，在曝光量为接触孔曝光量的20％的情况下，可以看出反射强度的变化在极角10至20度的范围内具有正的斜率。此外，在极角为10度至A度时(10＜A＜20)，反射光强度变化的趋势是随着极角的增大而变小。而且，在极角为A度-30度时，伴随着极角的增大，反射光强变化的斜率也变大。因此，在该角度范围中使用的情况下，通过这样的设计得到高的反射率。

如上所述，上述具有第一和第二实施方式的具有凹凸图形的反射板的反射光强度取决于方位角。而且，与该极角有关的强度变化表现出多个局部最大值。局部最大值出现在0至15度附近时在极角为0度实现了高的强度。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以采用各种实施方式和变化手段。上述的实施例应理解为是对本发明的解释，而不是对本发明范围的限定。本发明的范围是由所附权利要求书而不是实施例来表明的。在本发明权利要求等同的意义内可进行各种改进，这些改进都在本发明的范围内。

上述实施方式对本发明适用在反射型液昌显示装置中的例子进行了说明，但是本发明如日本专利2955277号所披露的那样，可适用于所谓的半透明型液晶显示器件。例如，如图20所示那样，包括具有透明区域和反射区域的透明电极、以及反射板，从而具有透明型液晶显示装置的功能和反射型液晶显示器件的功能。

Claims (20)

1.一种反射板，其表面具有凹腔形状和凸起部分，其中：

在所述表面上的法线方向分布对于特定的方位角是不均匀的；和

反射光强度取决于方位角。

2.如权利要求1所述的反射板，其特征在于，在所述特定的方位角中与极角有关的反射光强度的分布表现出除法线反射分量之外的一个或多个局部最大值。

3.如权利要求1所述的反射板，其特征在于，

利用所述凹凸形状的凸起部分形成了闭合图形，和

利用所述闭合图形将所述凹腔和凸起部分的凹腔部分包围。

4.如权利要求3所述的反射板，其特征在于，所述闭合图形为多边形。

5.如权利要求4所述的反射板，其特征在于，所述多边形近似为三角形或近似为梯形。

6.如权利要求4所述的反射板，其特征在于，所述多边形是平面度为大于0.5和等于或小于0.8的近似三角形。

7.如权利要求3所述的反射板，其特征在于，在每个所述闭合图形中，在反射光强度变为最大的第一方向上的长度比与所述第一方向垂直的第二方向上的长度短。

8.如权利要求3所述的反射板，其特征在于，所述闭合图形的所述凸起部分形成的线条形状具有基本一致的宽度。

9.如权利要求3所述的反射板，其特征在于，所述闭合图形的所述凸起部分形成的线条形状具有基本一致的厚度。

10.一种液晶显示器件，具有如权利要求1至9任一项所述的反射板。

11.如权利要求10所述的液晶显示器件，其特征在于，当从极角为-30度的方向用入射光照射所述液晶显示器件的显示面时，在极角为0至10度的范围中所述反射光强度为局部最大值。

12.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，当从极角为-30度的方向用入射光照射所述型液晶显示器件的显示面时，在极角为10-20度的范围中所述反射光的强度相对于极角具有正的斜率，在极角为10至A度的范围(10＜A＜20)时，所述斜率随着极角的增大而变小，在所述极角为A至20度时，随着极角的增大，所述斜率也变大。

13.一种反射板的制造方法，包括：

在衬底上涂覆有机树脂，通过线条形状的掩模对所述有机树脂进行构图，形成多个线条形状的凸起图形，以使所述凸起图形相互交叉，形成具有闭合图形形状的凹腔部分；和

涂覆层间膜以覆盖所述线条形状的凸起图形。

14.如权利要求13所述的反射板的制造方法，其特征在于，所述线条形状的掩模在相互交叉的部分和其附近具有比其它部分更细的线宽度。

15.一种反射板的制造方法，包括：

通过在衬底上涂覆有机树脂，并通过改变曝光量来对有机树脂进行曝光和显影，形成接触孔部分，并同时形成凹腔和凸起部分，该部分包括多个相互交叉的线条形状的凸起部分，和被上述凸起部分围成的凹腔部分。

16.如权利要求15所述的反射板的制造方法，其中，所述接触孔部分和所述凹腔和凸起部分的所述构图包括利用不同的掩模和不同的曝光量将所述有机树脂曝光的步骤。

17.如权利要求16所述的反射板的制造方法，其中，用于对所述凹腔和凸起部分构图的所述有机树脂的曝光量是用于对所述接触孔部分构图的所述有机树脂的曝光量的10-50％。

18.如权利要求17所述的反射板的制造方法，其中，所述接触孔部分和凹腔和凸起部分的所述构图包括用对所述接触孔部分和凹腔和凸起部分的掩模的透光率不同的半色调掩模对所述有机树脂曝光的工序。

19.如权利要求15所述的反射板的制造方法，其中，用于形成所述线条形状的凸起部分的掩模在相互交叉的部分和其附近具有比其它部分更细的线宽度。

20.一种液晶显示器件的制造方法，包括：

利用权利要求13至19任一项所述的制造方法形成反射板。

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