KR19990077678A - 확산 반사판, 그 제조 방법 및 반사형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

확산 효율이 높아 원하는 지향성을 구비한 확산 반사판의 제조 방법을 제공한다.

먼저, 기판의 위에 감광성을 가지는 수지막을 형성한다. 다음에, 포토리소그라피(photolithography)에 의해 수지막을 패터닝(patterning)하여 이산적(離散的)으로 배치된 4각 기둥의 집합을 형성한다. 계속해서, 가열 처리를 실시하여, 개개의 4각 기둥을 완만하게 변형한다. 또한, 변형된 4각 기둥의 집합 위에 수지를 도포하고, 이산적으로 배치된 각 4각 기둥 사이의 평탄한 간극을 메워 만곡화(灣曲化)한다. 마지막으로, 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 금속막을 형성한다.

Description

확산 반사판, 그 제조 방법 및 반사형 표시 장치{DIFFUSE REFLECTION PLATE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND REFLECTION-TYPE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 반사형 표시 장치에 사용하는 확산 반사판과 그 제조 방법에 관한 것이다. 또, 확산 반사판을 이용한 반사형 표시 장치에 관한 것이다.

액정 등을 전기 광학층에 사용한 표시 장치는 플랫(flat) 패널 형상을 가지고 경량박형(輕量薄型)으로 저소비 전력에 특징이 있다. 그러므로, 휴대용 기기의 디스플레이 등으로서 한창 개발되고 있다. 액정 등의 전기 광학 물질은 자발광형(自發光型)이 아니고 외광을 선택적으로 투과 또는 차단하여 화상을 비춘다. 이와 같은 수동형의 표시 장치는 조명 방식에 의해 투과형과 반사형으로 나누어진다.

투과형의 표시 장치에서는, 투명한 한쌍의 기판 사이에 전기 광학층으로서 예를 들면 액정을 지지한 패널을 작성하고, 그 배면에 조명용 광원(백라이트)을 배치하는 한편, 패널의 정면으로부터 화상을 관찰한다. 투과형의 경우, 백라이트는 필수이고, 예를 들면 냉(冷)음극관 등이 광원으로서 사용된다. 그러므로, 디스플레이 전체로서 본 경우 백라이트가 대부분의 전력을 소비하기 때문에, 휴대용 기기의 디스플레이에는 적합하지 않다. 이에 대하여, 반사형에서는 패널의 배면에 반사판을 배치하는 한편, 정면으로부터 자연광 등의 외광을 입사하고, 그 반사광을 이용하여 동일하게 정면으로부터 화상을 관찰한다. 투과형과 달리 배면 조명용 광원을 사용하지 않으므로, 반사형은 비교적 저소비 전력으로 되어, 휴대용 기기의 디스플레이에 적합하다.

반사형 표시 장치에서는 주위 환경으로부터의 입사광을 이용하여 표시를 행하기 때문에, 입사광을 유효하게 활용하여 휘도(輝度)의 향상을 목표로 할 필요가 있다. 또, 이른바 페이퍼 화이트(paper white)라고 불리는 백(白) 표시를 실현하기 위해, 기본적으로 패널 내에서 입사광을 확산 반사시킬 필요가 있다. 그러므로, 종래의 반사형 표시 장치는 패널 내에 확산 반사층을 내장하고 있다. 이 확산 반사층은 완전 확산에 가까운 특성을 가지고 있어, 가능한 한 페이퍼 화이트의 외관을 나타내도록 하고 있다.

그러나, 표시 장치에는 입사광의 직선 편광을 이용하여 화상을 비추는 모드가 있다. 이 경우, 완전 확산의 특성을 가지는 확산 반사판을 사용하면, 입사광의 편광(偏光) 상태가 흐트러져 충분한 콘트라스트를 얻을 수 없는 경우가 있다.

또, 실내에서 전기 스탠드 등의 보조적인 광원을 사용하여 반사형 표시 장치를 조명하는 경우, 광원으로부터의 입사광을 유효하게 관찰자에게 반사시킬 수 있으면, 휘도 향상에 유효하다. 그러나, 종래의 완전 확산성을 구비한 확산 반사층은 이른바 지향성이 없어, 보조 광원 등과 조합한 경우에 입사광의 유효 활용을 도모할 수 없다. 본 발명은 전술한 종래 기술의 과제를 해결하여, 반사형 표시 장치의 휘도 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 확산 효율이 높고, 원하는 지향성을 가지는 확산 반사판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

도 1 (A)∼1 (E)는 본 발명에 관한 확산 반사판의 제조 방법을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 확산 반사판의 1화소분의 패턴을 나타낸 모식적인 평면도.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 확산 반사판을 내장한 반사형 표시 장치의 사용예를 나타낸 모식도.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 확산 반사판을 내장한 반사형 표시 장치의 사용예를 나타낸 기하도.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 확산 반사판을 내장한 반사형 표시 장치의 실시예를 나타낸 모식적인 부분단면도.

도 6은 도 5에 나타낸 반사형 표시 장치의 동작 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 기판, 10: 확산 반사층, 11: 수지막, 12: 수지, 13: 금속막.

전술한 종래 기술의 과제를 해결하고, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 다음의 수단을 강구했다. 즉, 본 발명에 의하면, 확산 반사판은 다음의 공정에 의해 제조된다. 먼저, 기판 위에 감광성을 가지는 수지막을 형성하는 공정을 행한다. 다음에, 포토리소그라피(photolithography)에 의해 이 수지막을 패터닝(patterning)하여 이산적으로 배치된 4각 기둥의 집합을 형성하는 공정을 행한다. 계속하여, 가열 처리를 실시하여 개개의 4각 기둥을 완만하게 변형하는 공정을 행한다. 마지막으로, 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 금속막을 형성하는 공정을 행한다. 바람직하게는, 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 수지막을 도포하고, 이산적으로 배치된 각 4각 기둥 사이의 평탄한 간극을 메워 만곡화(灣曲化)하는 공정을 포함한다.

이상과 같이 제조된 확산 반사판은 기판 상에 요철이 형성된 수지막과 금속막이 형성되는 방식으로 구성된다.

전술한 제조법에 의해 작성된 확산 반사판은, 반사형 표시 장치에 내장할 수 있다. 이 경우, 반사형 표시 장치는 기본적인 구성으로서, 입사측에 배치하는 투명한 제1 기판과, 소정의 간극을 통해 이 제1 기판에 접합하여 반사측에 배치되는 제2 기판과, 이 간극 내에서 제1 기판측에 위치하는 전기 광학층과 이 간극 내에서 제2 기판측에 위치하는 확산 반사층과, 이 제1 기판 및 제2 기판의 최소한 한쪽에 형성되어 이 전기 광학층에 전압을 인가하는 전극을 구비하고 있다. 상기 확산 반사층은 요철(凹凸)이 형성된 수지막과 그 표면에 성막된 금속막으로 이루어진다. 중요한 특징 사항으로서, 미리 간극을 남겨 이산적으로 패터닝된 4각 기둥 형상의 수지막을 리플로(reflow)하여, 완만한 기복을 가지는 요철을 형성한다. 바람직하게는, 4각 기둥 형상의 수지막을 리플로한 후 남은 간극을 다른 수지막으로 메워 완만한 기복을 가지는 요철을 형성한다. 또 바람직하게는, 상기 요철은 대략 10。 내지 20。의 경사각을 가진다. 또한 바람직하게는, 개개의 4각 기둥 형상의 변이 일정 방향으로 배열되도록 패터닝되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 이 제1 기판측에 편광판이 배치되어 있는 동시에, 전압의 인가 상태에 따라 4분의 1 파장판(波長板)으로서 기능하는 액정층을 전기 광학층으로서 사용한다. 이 경우, 이 편광판과 이 액정층과의 사이에 4분의 1 파장판이 배치되어 있는 동시에, 상기 액정층은 유전이방성(誘電異方性)이 포지티브이고 또한 트위스트 배향(配向)된 네마틱(nematic) 액정층으로 이루어져, 전압 인가(印加) 시 4분의 1 파장판으로서 기능하고, 전압 무인가 시 4분의 1 파장판의 기능을 잃어버린다.

본 발명에 관한 확산 반사판의 제조 방법에서는, 이산적으로 배치된 4각 기둥 형상의 수지막을 리플로하여, 확산성을 구비한 요철을 형성하고 있다. 4각 기둥에 대신하여 원 기둥의 패턴을 사용하는 것도 고려된다. 그러나, 4각 기둥은 원 기둥과 비교하여 고밀도로 패터닝할 수 있으므로, 본 발명에 따라 제조된 확산 반사판은 광 확산 능력이 우수하다. 이산적으로 배치된 개개의 4각 기둥의 간극은 이산적으로 배치된 개개의 원 기둥의 간극과 비교하여 면적이 적어지므로, 그만큼 확산 능력을 가지는 요철을 고밀도로 배치할 수 있다. 또, 4각 기둥 형상의 수지막을 가열 처리에 의해 리플로하면, 4각 기둥의 변의 부분이 완만하게 변형되어, 원하는 광 확산 능력을 나타낸다. 각 4각 기둥의 변을 일정 방향으로 갖춤으로써, 확산 반사판에 원하는 지향성을 부여하는 것이 가능하게 된다. 이에 대하여, 원 기둥 형상의 수지를 리플로한 경우, 보울형(bowl-like)의 돌기로 되기 때문에 조금도 지향성이 나타나지 않는다.

다음에 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1 (A)∼도 1 (E)는 본 발명에 관한 확산 반사판의 제조 방법을 나타낸 공정도이다. 먼저 공정 (A)에 나타낸 바와 같이, 유리 등으로 이루어지는 기판(2)을 준비한다. 다음에 공정 (B)에 나타낸 바와 같이, 기판(2) 위에 감광성을 가지는 수지막(11)을 형성한다. 수지막(11)으로서는 예를 들면 포토레지스트(photoresist)를 사용할 수 있다. 다음에 공정 (C)로 이행해서, 포토리소그라피에 의해 수지막(11)을 패터닝하여 이산적으로 배치된 4각 기둥의 집합을 형성한다. 계속해서 공정 (D)로 이행하여, 가열 처리(리플로)를 실시하고, 개개의 4각 기둥을 완만하게 변형한다. 이 리플로는 수지막(11)의 연화점(軟化点) 또는 융점(融点) 이상으로 가열하여, 4각 기둥 형상의 수지막(11)을 일단 용해하고, 이것을 표면 장력(張力)의 작용으로 완만하게 변형시키는 처리이다. 특히, 4각 기둥의 상단면의 4변부가 완만하게 되어, 각이 취해져 원하는 경사면이 얻어진다. 또한, 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 다른 수지(12)를 도포하고, 이산적으로 배치된 각 4각 기둥 사이의 평탄한 간극(2a)을 메워 만곡화한다. 기판(2)의 표면에 평탄한 부분이 없어지기 때문에, 경면(鏡面) 반사가 생길 우려가 없어진다. 경면 반사를 억제함으로써 정면 방향으로부터 본 확산 반사판의 반사 휘도를 향상시킬 수 있다.

마지막으로 공정 (E)에서 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 금속막(13)을 형성한다. 이로써, 수지막(11)과 그 위에 겹쳐진 금속막(13)으로 이루어지는 확산 반사층(10)이 얻어진다. 확산 반사판은 기판(2) 위에 확산 반사층(10)을 형성한 구조이다. 금속막(13)은 알루미늄이나 은 등의 금속을 스퍼터(sputter) 또는 진공 증착(蒸着)에 의해, 기판(2) 위에 퇴적한 것이다.

도 2는 도 1에 나타낸 확산 반사층(10)의 패턴 형상을 모식적으로 나타낸 것이다. 그리고, 이 패턴은 반사형 표시 장치에 내장한 경우의 1화소분을 나타내고 있다. 도 1을 참조하여 설명한 확산 반사층(10)의 제조 방법으로부터 명백한 바와 같이, 광 확산성을 나타내는 요철 구조는 리플로에 의해 완만하게 변형된 4각 기둥(11s)의 집합으로 이루어진다. 확산 반사층(10)으로 형성되는 요철 구조의 형상은, 패터닝된 감광성의 수지막 형상에 의해 대략 결정된다. 일반적으로, 확산 반사층(10)의 요철 형상의 밀도를 크게 하여, 반사광을 효율 좋게 관찰자의 방향으로 반사시키는 것이 표시 장치의 휘도 향상에 연결된다. 그래서, 본 발명에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트 등의 수지막을 포토리소그라피에 의해 4각 기둥(11s)의 이산적 패턴으로 가공한다. 종래, 포토레지스트를 이산적인 원 기둥 형상으로 가공하고 있었다. 본 발명과 같이 4각 기둥으로 가공하면, 인접 패턴 간 거리를 줄일 수 있어, 고밀도의 요철 구조를 형성하는 것이 가능하게 된다. 확산 반사에 기여하는 미세한 요철을 원 기둥의 경우보다 4각 기둥 쪽이 고밀도로 형성하는 것이 가능하다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 개개의 4각 기둥(11s)의 변이 일정 방향으로 갖추어진 형상으로 패터닝되어 있다. 그리고, 개개의 4각 기둥(11s)을 리플로하면, 각 변을 완만하게 할 수 있다. 이 완만하게 된 경사면이 실질적으로 확산 반사에 기여한다. 따라서, 도 2에 나타낸 패턴 형상에서는, 반사에 기여하는 면을 의도적으로 원하는 방향으로 형성할 수 있어, 원하는 지향성을 부여하는 것이 가능하다. 도면에 나타낸 예에서는, 화소의 길이 방향으로 평행의 확산 반사면이 많아지므로, 화소 길이 방향으로부터 입사된 광을 효율적으로 화소의 법선(法線) 방향으로 반사시킬 수 있다. 이 특징을 이용하면, 전기 스탠드 등을 사용한 입사광의 방향이 어느 정도 결정된 환경 하에서, 밝은 표시를 실현하는 확산 반사판을 설계할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 개개의 4각 기둥(11s)의 단면(斷面) 형상을 의도적으로 장방형으로 한다. 그 장변(長邊) 방향을 화소의 단변(短邊) 방향으로 갖추어 놓으면, 화소 단변 방향으로부터 입사하는 광을 효율적으로 정면 방향으로 반사하는 것이 가능하게 된다. 즉, 4각 기둥(11s)의 변을 화소에 대하여 원하는 방향으로 갖추어 형성함으로써, 입사 방향이 어느 정도 결정된 평행광에 대하여 원하는 방향으로의 확산 반사광 성분을 의도적으로 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 확산 반사판의 이용예를 나타낸 모식도이다. 이 예에서는 확산 반사판이 반사형 패널(0)에 내장되어 있다. 이 반사형 패널(0)은 노트형 퍼스널 컴퓨터(100)의 디스플레이로서 사용되고 있다. 노트형 퍼스널 컴퓨터의 사용 시, 디스플레이로 되는 액정 패널(0)은 예를 들면 수직 방향에 대하여 30。 경사진 자세로 관찰자(110)에게 대면(對面) 배치된다. 관찰자(110)의 상방에는 전기 스탠드 등의 보조 광원(120)이 배치되어 있다. 관찰자(110)는 패널(0)의 법선 방향에 위치하고, 보조 광원(120)은 법선 방향으로부터 30。 이상 경사진 방향에 위치하고 있다. 이와 같은 실제 사용 환경을 고려하여, 프로세스의 최적화에 의해, 4각 기둥의 리플로 후의 각 변의 경사각도를 설정하는 것이 가능하다.

도 4를 참조하여 확산 반사층에 포함되는 요철(10a)의 최적 경사각 범위를 설명한다. 도 3에 나타낸 사용 상태에서는, 도 4의 기하도에서 명백한 바와 같이, 보조 광원으로부터의 입사광은 패널(0)의 법선에 대하여 30。의 각도에서 입사한다. 이 입사광은 확산 반사층의 개개의 요철(10a)의 경사면에 의해 반사되어, 법선 방향에 위치하는 관찰자(110)에게 지향한다. 패널(0)의 평균적인 굴절율을 1.4로 하면, 도 4에 나타낸 기하관계로부터 명백한 바와 같이, 요철(10a)의 경사각을 10。 근변(近邊)에 설정하면, 보조 광원(120)으로부터의 입사광이 반사에 의해 대략 관찰자(110)가 위치하는 정면 방향으로 향하게 된다. 일반적으로는, 입사광의 입사각은 30。를 초과하는 것이 있으므로, 확산 반사층의 요철(10a)의 경사각은 10。 내지 20。로 설정하면, 실제적인 사용 각도에서 밝은 디스플레이를 실현할 수 있다.

도 5는 본 발명에 관한 반사형 표시 장치의 실시형태를 나타낸 모식적인 부분단면도이다. 본 실시형태에서는 TN-ECB(Twist Nematic-Electrically Controlled Birefringence) 모드의 액정 패널(0)을 사용하고 있다. 도시하는 바와 같이, 본 반사형 표시 장치는 패널(0)의 표면에 편광판(70)과 4분의 1 파장판(80)이 배치되어 있다. 패널(0)은 외광의 입사측에 위치하는 투명한 유리판 등으로 이루어지는 제1 기판(1)에, 소정의 간극을 통해 반사측에 위치하는 제2 기판(2)을 접합한 것이다. 양 기판(1, 2)의 간극에는 전기 광학층으로서 네마틱 액정층(3)이 지지되어 있다. 그 액정 분자(4)는 상하의 배향막(配向膜)(도시 생략)에 의해 트위스트 배향되어 있다. 각 기판(1,2)의 내표면(內表面)에는 각각 전극이 형성되어 있고, 화소마다 네마틱 액정층(3)에 전압을 인가한다. 본 실시형태는 이른바 액티브 매트릭스(active matrix)형이고, 제1 기판(1)측에 대향 전극(7)이 형성되는 한편, 제2 기판(2)측에는 화소 전극(13)이 형성되어 있다. 화소 전극은 박막 트랜지스터(50)로 이루어지는 스위칭 소자에 의해 구동된다. 대향 전극(7)과 화소 전극(13)은 서로 대면하고 있으며, 양자의 사이에 화소가 규정된다. 또, 반사측에 위치하는 제2 기판(2)의 내표면에는 본 발명에 따라 확산 반사층(10)이 형성되어 있다. 확산 반사층(10)은 수지막(11)과 금속막(13)의 적층으로 이루어진다. 그리고, 본 실시형태에서는 금속막(13)이 화소 전극을 겸하고 있다. 관련 구성을 가지는 반사형의 액정 표시 장치는 TN-ECB방식에서 노멀리 화이트 모드(normally-white mode)이다. 즉, 전압을 인가하지 않을 때 네마틱 액정층(3)은 트위스트 배향을 유지하여 4분의 1 파장판으로서 기능하고, 편광판(70) 및 4분의 1 파장판(80)과 협동하여, 외광을 통과시켜 백(白) 표시를 행한다. 전압을 인가했을 때, 네마틱 액정층(3)은 수직 배향으로 이행하여 4분의 1 파장판으로서의 기능을 잃어버리고, 편광판(70) 및 4분의 1 파장판(80)과 협동하여 외광을 차단하여 흑(黑) 표시를 행한다.

계속해서 도 5를 참조하여 각 구성 부품을 상세히 설명한다. 전술한 바와 같이, 패널(0)의 제1 기판(1) 표면에는 편광판(70)이 배치되어 있다. 편광판(70)과 제1 기판(1)과의 사이에 4분의 1 파장판(80)이 개재되어 있다. 이 4분의 1 파장판(80)은 예를 들면 1축 연장된 고분자 필름으로 이루어지고, 상광(常光)과 이상광(異常光)과의 사이에서 4분의 1 파장분의 위상차를 부여한다. 4분의 1 파장판(80)의 광학축(1축 이방축(異方軸))은 편광판(70)의 편광축(투과축)과 45。의 각도를 이루도록 배치되어 있다. 외광은 편광판(70)을 투과하면 직선 편광으로 된다. 이 직선 편광은 4분의 1 파장판(80)을 투과하면 원(圓) 편광으로 된다. 그리고 다시 한번, 4분의 1 파장판을 통과하면 직선 편광으로 된다. 이 경우, 편광 방향은 원래의 편광 방향으로부터 90。 회전한다. 이상과 같이. 4분의 1 파장판은 편광판과 조합함으로써 편광 방향을 회전시킬 수 있어, 이를 표시에 이용하고 있다. 이 관점으로부터, 본 발명에서는 편광 방향을 비교적 흐트러짐이 적은 구조의 확산 반사층(10)을 사용하고 있다.

패널(0)은 기본적으로 수평 배향한 유전(誘電) 이방성이 포지티브인 네마틱 액정 분자(4)로 이루어지는 네마틱 액정층(3)을 전기 광학층으로서 사용하고 있다. 이 네마틱 액정층(3)은 그 두께를 적당하게 설정함으로써 4분의 1 파장판으로서 기능한다. 본 실시형태에서는 네마틱 액정층(3)의 굴절률 이방성 △n은 0.7 정도이고, 네마틱 액정층(3)의 두께는 3㎛ 정도이다. 따라서, 네마틱 액정층(3)의 지연(retardation) △n·d는 0.2 내지 0.25㎛로 된다. 도시한 바와 같이, 네마틱 액정 분자(4)를 트위스트 배향함으로써, 전술한 지연의 값은 실질적으로 0.15㎛(150nm) 정도로 된다. 이 값은 외광의 중심 파장(600nm 정도)의 대략 4/1로 되어, 네마틱 액정층(3)이 광학적으로 4분의 1 파장판으로서 기능하는 것이 가능하게 된다. 네마틱 액정층(3)을 상하의 배향막으로 끼워 유지함으로써, 원하는 트위스트 배향을 얻을 수 있다. 제1 기판(1)측에서는 배향막의 러빙(rubbing) 방향에 따라 액정 분자(4)가 정렬(整列)되고, 제2 기판(2)측에서도 배향막의 러빙 방향에 따라 액정 분자(4)가 정렬된다. 상하 배향막의 러빙 방향을 60。 내지 70。 비켜 놓음으로써, 원하는 트위스트 배향을 얻을 수 있다.

투명한 제1 기판(1)측에는 컬러 필터(9)가 형성되어 있다. 한편, 반사측에 위치하는 제2 기판(2)측에는 확산 반사층(10)이 형성되어 있다. 확산 반사층(10)은 표면에 요철을 가져 광 산란성(散亂性)을 구비하고 있다. 따라서, 페이퍼 화이트의 외관을 나타내 표시 배경으로서 바람직할 뿐만 아니라, 입사광을 비교적 넓은 각도 범위에서 반사하므로, 시야각이 확대되어 표시가 보기 쉽게 되는 동시에 넓은 시각 범위에서 표시의 밝기가 증가한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 확산 반사층(10)은 요철이 형성된 수지막(11)과 그 표면에 성막된 금속막(13)으로 이루어진다. 전술한 바와 같이, 금속막(13)은 화소 전극을 겸하고 있다. 확산 반사층(10)은 본 발명에 따라 작성되어 있으며, 미리 간극을 남겨 이산적으로 패터닝된 4각 기둥 형상의 수지막(11)을 리플로하여, 완만한 기복을 가지는 요철을 형성하고 있다. 4각 기둥 형상의 수지막(11)을 리플로한 후 남겨진 간극을 다른 수지막(12)으로 메워 완만한 기복을 가지는 요철을 얻고 있다. 요철은 대략 10。 내지 20。의 경사각을 가지고 있다. 또, 각각의 4각 기둥 형상의 변이 일정 방향으로 갖추어진 상태로 패터닝되어 있다.

마지막으로, 제2 기판(2)의 표면에는 화소 전극 구동용의 박막 트랜지스터(50)가 집적(集積) 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(50)는 보텀게이트(bottom-gate) 구조를 가지고 있으며, 아래로부터 차례로 게이트 전극(51), 2층의 게이트 절연막(52, 53), 다결정 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 박막(54)을 겹친 적층 구조이다. 박막 트랜지스터는 2개의 게이트 전극(51)을 포함하는 더블게이트 구조로 되어 있다. 각 게이트 전극(51)의 바로 위에 위치하는 반도체 박막(54)의 영역에 채널 영역이 형성되어 있다. 각 채널 영역은 스토퍼(55)에 의해 보호되고 있다. 이 박막 트랜지스터(50)와 동일한 층 구조로 보조 용량(60)도 형성되어 있다. 관련 구성을 가지는 박막 트랜지스터(50) 및 보조 용량(60)은 층간 절연막(59)에 의해 피복되어 있다. 층간 절연막(59)에는 박막 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역으로 연통(連通)하는 콘택트 홀이 개구되어 있다. 층간 절연막(59) 위에는 배선(57)이 형성되어 있고, 콘택트 홀을 통해 박막 트랜지스터(50)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접속되어 있다. 배선(57)은 다른 층간 절연막(58)에 의해 피복되어 있다. 그 위에, 전술한 화소 전극(13)이 패터닝 형성되어 있다. 화소 전극(13)은 배선(57)을 통해 박막 트랜지스터(50)의 드레인 영역에 전기 접속되어 있다.

도 6을 참조하여, 도 5에 나타낸 반사형 표시 장치의 동작을 상세히 설명한다. 도면 중, (OFF)는 전압 무인가 상태를 나타내고, (ON)은 전압 인가 상태를 나타내고 있다. (OFF)에 나타낸 바와 같이, 본 반사형 표시 장치는 관찰자측으로부터 보아 차례로 편광판(70), 4분의 1 파장판(80), 네마틱 액정층(3), 확산 반사층(10)을 겹친 것이다. 편광판(70)의 편광축(투과축)은 (70P)로 표시되어 있다. 4분의 1 파장판(80)의 광학축(80S)은 투과축(70P)와 45。의 각도를 이룬다. 또, 제1 기판 측의 액정 분자(4)의 배향 방향(3R)은 편광판(70)의 편광축(투과축)(70P)과 평행이다.

입사광(201)은 편광판(70)을 통과하면 직선 편광(202)으로 된다. 그 편광 방향은 투과축(70P)과 평행이며, 이하 평행 직선 편광으로 부르기로 한다. 평행 직선 편광(202)은 4분의 1 파장판(80)을 통과하면 원 편광(203)으로 변환된다. 원 편광(203)은 4분의 1 파장판으로서 기능하는 네마틱 액정층(3)을 통과하면 직선 편광으로 된다. 다만, 직선 편광의 편광 방향은 90。 회전하여 평행 직선 편광(202)과 직교한다. 이하, 이를 직교 직선 편광으로 부르기로 한다. 직교 직선 편광(203)은 확산 반사층(10)에서 반사한 후, 다시 4분의 1 파장판으로서 기능하는 네마틱 액정층(3)을 통과하므로, 원 편광(204)으로 된다. 원 편광(204)은 다시 4분의 1 파장판(80)을 통과하므로, 원래의 평행 직선 편광(205)으로 된다. 이 평행 직선 편광(205)은 편광판(70)을 통과하여 출사광(206)으로 되어, 관찰자에게 이르기 때문에 백 표시가 얻어진다.

(ON)으로 나타낸 전압 인가 상태에서는, 액정 분자(4)는 트위스트 배향으로부터 수직 배향으로 이행하여, 4분의 1 파장판으로서의 기능이 상실된다. 편광판(70)을 통과한 외광(201)은 평행 직선 편광(202)으로 된다. 평행 직선 편광(202)은 4분의 1 파장판(80)을 통과하면 원 편광(203)으로 된다. 원 편광(203)은 네마틱 액정층(3)을 그대로 통과한 후, 확산 반사층(10)에서 반사되어, 원 편광(204a)인 채 4분의 1 파장판(80)에 이른다. 여기에서 원 편광(204a)은 직교 직선 편광(205a)으로 변환된다. 직교 직선 편광(205a)은 편광판(70)을 통과할 수 없으므로 흑 표시로 된다.

본 발명에 의하면, 기판 위에 감광성을 가지는 수지막을 형성하는 공정과, 포토리소그라피에 의해 이 수지막을 패터닝하여 이산적으로 배치된 4각 기둥의 집합을 형성하는 공정과, 가열 처리를 실시하여 개개의 4각 기둥을 완만하게 변형하는 공정과, 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 금속막을 형성하는 공정을 행하여 확산 반사판을 제조하고 있다. 관련 확산 반사판을 반사형 표시 장치에 내장함으로써, 반사 휘도를 향상하는 것이 가능하게 되는 동시에, 가시도(可視度) 향상을 위한 최적 설계가 가능하게 된다.

Claims (11)

1. 기판과,

   수지로 이루어지고 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합과,

   상기 4각 기둥의 집합 위에 형성된 금속막

   을 포함하는 확산 반사판.
2. 기판과,

   수지로 이루어지고 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합과,

   상기 4각 기둥들 사이에 형성된 만곡형 수지막과,

   상기 4각 기둥의 집합과 상기 만곡형 수지막 위에 형성된 금속막

   을 포함하는 확산 반사판.
3. 기판을 준비하는 공정과,

   기판 위에 감광성을 가지는 수지막을 형성하는 공정과,

   포토리소그라피(photolithography)에 의해 이 수지막을 패터닝하여 이산적(離散的)으로 배치된 4각 기둥의 집합을 형성하는 공정과,

   가열 처리를 실시하여, 개개의 4각 기둥을 완만하게 변형하는 공정과,

   완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 금속막을 형성하는 공정을 포함하는 확산 반사판의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 완만하게 변형된 4각 기둥의 집합 위에 수지를 도포하여, 이산적으로 배치된 각 4각 기둥 사이의 평탄한 간극부를 메워 만곡화(灣曲化)하는 공정을 추가로 포함하는 확산 반사판의 제조 방법.
5. 입사측에 배치되는 투명한 제1 기판과, 소정의 간극을 통해 이 제1 기판에 접합되어 반사측에 배치되는 제2 기판과, 이 간극 내에서 제1 기판측에 위치하는 전기 광학층과, 이 간극 내에서 제2 기판측에 위치하는 확산 반사층과, 이 제1 기판 및 제2 기판의 최소한 한쪽에 형성되어 상기 전기 광학층에 전압을 인가하는 전극을 구비한 반사형 표시 장치로서,

   상기 확산 반사층은 요철(凹凸)이 형성된 수지막과 그 표면에 성막된 금속막으로 이루어지고,

   미리 간극을 남겨 이산적으로 패터닝된 4각 기둥 형상의 수지막을 리플로(reflow)하여, 완만한 기복(起伏)을 가지는 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
6. 제5항에 있어서, 4각 기둥 형상의 수지막을 리플로한 후 남겨진 간극을 다른 수지막으로 메워 완만한 기복을 가지는 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 요철은 대략 10。 내지 20。의 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 4각 기둥은 개개의 4각 기둥 형상의 변이 일정 방향으로 배열되도록 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
9. 제5항에 있어서, 개개의 상기 4각 기둥은 직사각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 제1 기판측에 편광판이 추가로 배치되어 있는 동시에, 전기 광학층이 전압의 인가상태에 따라 4분의 1 파장판(波長板))으로서 기능하는 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 편광판과 상기 액정층과의 사이에 4분의 1 파장판이 추가로 배치되어 있는 동시에, 상기 액정층은 유전이방성(誘電異方性)이 포지티브이고 또한 트위스트 배향(配向)한 네마틱(nematic) 액정층으로 이루어지고, 전압 인가 시 4분의 1 파장판으로서 기능하여, 전압 무인가 시 4분의 1 파장판의 기능을 잃어버리는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.