1361928 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種漫射及反射入射光之反射結構。更具 體而言，本發明係關於一種能導致漫反射光具有一方向性 之反射結構。本發明亦係關於一種具備此反射結構之裝 置，且特定言之係關於一種反射型、透射反射型或其類似 類型之液晶顯示設備。 【先前技術】 存在關於一使用一垂直對準型（VA)液晶之反射型彩色 TFT-LCD之發展的報導，該反射型彩色tft_lcd具有高反 射率（42%)及一高對比率（8〇:1)(非專利文獻丨）。此非專利文 獻1亦報導：採用一 MVA(多疇垂直對準）型液晶作為VA液 曰曰’且已藉由最近開發之無光罩方法成功使用一摺皺漫反 射電極成功地建構一具有高顯示效能之低成本反射型彩色 TFT-LCD 〇 此摺皺漫反射電極如下形成。在一 TFT基板上形成一感光 樹脂層’使用一用於形成接觸孔之光罩執行曝光，且該感 光樹脂層顯影以形成接觸孔。接著，不使用任何光罩以紫 外光照射剩餘樹脂。在此情況下，藉由調整uv強度及光譜 特徵而在一單層感光樹脂中形成收縮率分佈以使其下層之 收縮率大於其上層之收縮率。隨後，執行烘焙處理以使在 厚度方向上具有一收縮率分佈之樹脂收縮並且在表面上形 成指皱狀凸起及凹陷’且最後在此等摺皺狀凸起及凹陷上 形成一具有高光反射率之金屬層（諸如A1)以製造一具有一 96174.doc 1361928 類似於凸起及凹陷之摺皺狀表面的漫反射電極。 此非專利文獻還提及在摺皺狀凸起及凹陷方向上之反射 特徵之控制。此係指以下事實：可能藉由控制摺皺狀凸起 及凹陷方向來以使入射光僅按一特定方向反射。更具體而 。 藉由改變感光樹脂層與基板間之一介面的條件來控制 摺皺狀凸起及凹陷方向，從而獲得在垂直及水平方向上具 有高反射率之方向反射特徵。 然而，此摺皺狀凸起及凹陷的形狀很大程度不僅視感光 樹脂之厚度及uv輻射能量而定’還視其它各種製造參數而 定’且因此假設不易可靠地製造一所要形狀。此外，即使 找到最適宜之參數且根據該等參數製造產品，也常出現以 下情況：在實際製造流程中出現意想不到的參數波動，藉 以不能穩定形成所要形狀，詳言之易於導致產品間之變化 [非專利文獻1]
Norio Sugiura 等人的"Reflective Color TFT-LCD using MVA Technology"，液晶（EKISHO)第 6卷，第 4號，2002年， 曰本液晶協會，2002年10月25日出版，第383-389頁。 【發明内容】 (目標） 本發明鑒於如上所述之環境而加以建構，且其目標係提 供一種成導致改反射光更可靠地具有一所要方向性之反射 結構及具有該反射結構之裝置，且提供其製造之方法。 本發明之另一目標係提供一種簡單、具有穩定形態且可 提供產品之更一致品質的反射結構及一種具有該反射結構 96174.doc 1361928 之裝置’且不依賴於認識複雜製造方法提供其製造方法。 (構造） 為達成此等目標，根據本發明之一態樣的反射結構係罝 有一表面粗糙之光學反射層的光學漫反射結構，其中：該 光學反射層包含以網格形式排列且各自具有一凹陷盥一： 起之形狀㈣格部分以及1網狀形式於該等網格部分周 圍延伸且具有-凹陷與—凸起之其它形狀的網狀部分；該 =狀部分2M在平面圖中分類為：第—延伸㈣，其按一預 疋第-方向及按一與該第一方向以預定角度交又之第二方 向延伸4第二延伸元件，其按該第—與第二方向間之中 間方向延伸；第-及第二延伸元件具有各自大體上惶定之 寬度；且按第-及第二方向中之至少一者延伸之第一元件 之7C件在每單位延伸長度上之有效反射表面面積上大於第 二延伸元件。 藉由採用此結構’可能僅藉由主要第一與第二延伸元件 之有效反射表面面積值間的相對性而產生多種漫反射方向 性，且因此可能可靠地實現所要之漫反射方向性。此外， 此反射結構之網格部分及網狀部分對於所有產品而言可具 有相同形態及布局圖案而不依賴於如前述先前技術之情況 下的意料之外的摺皺形狀圖案，且可進而由於此反射♦結構 而避免自一產品至另一產品品質上之變化。 W〜樣令，知^第一方向延伸之第一延伸元件之元件在 每單位延伸長度上之有效反射表面面積可與按第二方向延 伸之第一延伸元件之元件不同。此亦允許反射光分佈在該 96174.doc 1361928 第—方向與該第二方向之間不同。 此外，中間方向可係一平分由第一方向與第二方向圍成 之角度的角方向。此允許一在中間方向上之反射光分佈次 ;按第方向及第二方向反射光分佈但處於平衡形態。 此處’預定角度可為90。或90。以外之角度。在任一情況 方面可咸減少第二延伸元件對反射貢獻之程度，另 一方面可能增加第一延伸元件對反射貢獻之程度。所獲得 之方向性可為正交十字形狀、橢圓形、非正交十字形狀或 此等形狀之混合。 在上文提及之第一至第四實施例中’有效反射表面面積 可由一延伸元件之寬度界定，藉以可易設定有效反射表面 面積。 此外，在此實施例_，在反射結構之主表面的正視圖中， 第一及第二方向可對應於一水平方向及一垂直方向。此允 許一觀察該反射結構之主表面的觀察者看見相對高強度之 反射光，即使觀察點按水平及垂直方向移動也如此。吾人 期望此4應用之範圍廣泛，且因此此模式是有用的。 此外，若網格部分在一平面圖中大體上具有多邊形形 狀，則可存在一依據圖案設計之有利特徵，且若提供一不 平坦下層以用於界定光學反射層下面的光學反射層之粗糙 表面的形狀，則可能提供一多層反射結構。 此外，該反射結構亦可調適成使得第一及第二延伸元件 由具有反射表面之延伸元件組成，在該等反射表面上法線 可分別在Θ1 + 180〇ιη±α與M+18〇〇’ni：i3(n=〇、1}之範圍内以任 96174.doc 1361928 一方向角站立，其中01與分別係對應於第一及第二方向 之方向角，且α與分別係大於〇。之預定角度。此保證相對 於任意第一及第二方向提供一所要之反射光分佈。意即， 可能基於相關範圍表達式將個別或多個按多方向延伸之延 伸元件識別為第一延伸元件及第二延伸元件，且為各自元 件設定適當之有效反射表面面積。當^”時，第一方向上之 反射光分佈變得比第二方向上之反射光分佈顯著，且當α<沒 時，第二方向上之反射光分佈變得比第一方向上之反射光 分佈顯著。 為逹成上述目標，使用根據本發明另一態樣之反射結構 的裝置具有上述態樣中之反射結構。因此，應用一具有變 化較少之所要反射方向性的反射結構，其有助於改良裝置 之良率。 在此態樣中，光學反射層可用作一電極。因此，反射結 構較佳適用於一反射型或透射反射型液晶顯示設備，且詳 言之適用於一主動式矩陣型或其類似類型之顯示設備。 δ月注意：在本說明書及專利申請範圍中，”網格部分，，指 一光學反射層（或其它等效相關層）之凸起或凹陷島狀區 域’其分別分散於一反射結構之主表面上；而”網狀部分” 係一圍繞或限定大體上所有此等島狀區域之所謂邊緣部 分’且其指該光學反射層（或其它等效相關層）之凸起或凹陷 連續圍繞區域。此點將在下文描述中進一步闡明。 【實施方式】 現參看隨附圖式’將藉由以下實施例詳細描述一種用於 96l74.doc 1361928 執行本發明之模式。 圖1展示一根據本發明之第一實施例之光學漫反射結構 之主要下層的平面結構，且圖2展示一沿基於圖丨所示結構 之光學漫反射結構之線π-π截得之結構的刹面。 此光學/曼反射結構1具有一由例如銘之金屬材料製成之 光學反射層20,該光學反射層2〇由一作為基層之表面粗糙 之基板10支撐，其具有光反射率及適用於稱後另外描述之 反射電極的視情況電導率。根據此實施例，為了使光學反 射層20之表面粗糖，意即形成其一不平坦表面，該反射結 構1進一步呈現具有一下層30之形態以在其下層中形成光 學反射層20之凸起及凹陷。下層3〇此處包括一為該等凸起 及凹陷形成基底之基礎層31及一覆蓋層31以使得不平坦表 面拇對平滑之外塗層40。此等基礎及外塗層由適於圖案化 之材料製成且具有電絕緣特性，例如，藉由一基於吾人熟 知之光微影之處理加以圖案化的感光樹脂。 該基礎層31由以網格形式排列且各自具有一凹陷形狀的 網格部分3h及一以網狀形式於該等網格部分％周圍延伸且 具有一凸起形狀的網狀部分3M組成。在此實例中（見圖2)， 基礎層31之網格部分3h係其中基礎層材料被完全移除之開 口，但亦可具有其中保留一定厚度之材料的凹孔形狀。在 此情況下，外塗層40可省去。 如圖1所示’基礎層31之網狀部分3M在一平面圖中分類 為：第一延伸元件Po，其按一預定第一方向#1及與該第_ 方向#1大體上以直角交又之一第二方向#2延伸；及第二延 96l74.doc -10· 1361928 伸元件PS，其按預定第三及第四方向#3及#4(即相對於該第 一及第二方向成大體45。之角度的方向）延伸。該等第一延 伸元件P〇中之每_個按第一方向或第二方向以大體上恆定 之寬度延伸，而該等第二延伸元件Ps中之每一個亦按該第 二方向或第四方向以大體上恆定之寬度延伸。 本發明之另一主要特徵係網狀部分3M之第一延伸元件 P〇的寬度大於第二延伸元件Ps之寬度。意即，如圖1所示， 沿第一方向#1延伸之第一延伸元件p〇的寬度w〇1及沿第二 方向#2延伸之第一延伸元件的寬度w〇2大於沿第三方向幻 延伸之第二延伸元件的寬度Ws3及沿第四方向#4延伸的寬 度 Ws4。 在此實施例中’當滿足此等延伸元件之寬度條件時，各 自延伸元件之寬度經設計為具有在製造允許範圍内之任意 值’但亦可能將第一延伸元件p〇及第二延伸元件Ps之寬度 分別設定為統一規定值。 外塗層4〇在以此方式形成之基礎層31之整個上表面上成 層’且光學反射層20於其上進一步成層。因此，儘管光學 反射層20通常具有一類似於基礎層31及外塗層4〇之平面圖 案的平面圖案時，但是根據基於基礎層31之網狀部分3M及 網格部分3h之凸起及凹陷使該光學反射層2〇之表面粗糙但 藉由外塗層40減少至某一程度。 因此’光學反射層20具有以網格形式排列且具有一凹陷 形狀之網格部分2h及一以網狀形式於該等網格部分2h周圍 延伸且具有一凸起形狀之網狀部分2M，其形態分別對應於
96l74.doc -1N 1361928 上述網格部分3h及網狀部分3M。光學反射層20之網狀部分 2M在—平面圖中分類為按第一方向及第二方向#1及#2延 伸之第一延伸元件P〇'及按相對於該第一及第二方向成大 體45。角之方向延伸的第二延伸元件！^，，該等ρ〇ι與ps,亦具 有對應於上文提及之第一及第二延伸元件P〇、以的形態。 圖1以虛線展示光學反射層之網狀部分2M與網格部分2h間 的邊界。 此外，光學反射層20之網狀部分2M的第一及第二延伸元 件Pomps’亦分別具有大體上恆定之寬度，因為基礎層31之 第一及第二延伸元件P〇、ps具有大體上恆定之寬度。此外， 光學反射層20之網狀部分2M之第一延伸元件Po,的寬度大 於光學反射層20之網狀部分2M之第二延伸元件Ps，的寬 度，因為基礎層31之網狀部分3厘之第一延伸元件p〇的寬度 大於第二延伸元件PS之寬度。 虽自别鈿觀察反射結構之主表面時，具有根據此實施例 之此結構的反射結構1提供具有十字形狀方向性之漫反射 特徵，此將在下文中進行描述。 圖3及圖4展示用於解釋此十字形狀方向性之反射層2〇的 表面模型。 圖3展示了 g基礎層31(反射層2〇)之網狀部分3m(2M)之 延伸寬度相等時的一系列模型，且圖3左側圖（a)示意展示作 為代表實例的沿第三及第四方向#3、#4之反射層2〇之網狀 邛刀2M之第一延伸元件psi的部分。當平行光線自（例如）前 端入射至圖3(a)令之第二延伸元件ps，上時，自延伸元件反 96174.doc -12- 1361928 射之光線具有相對於延伸元件之中心軸A對稱之強度分 佈。因此，如圖3⑷之下部分中之圖所示意展示第二延伸 元件Ps’之反射光分佈係第三方向#3上之分佈特徵（虛線）與 第四方向#4上之分佈特徵（實線）的合成。此圖展示在一沿各 自方向延伸且垂直於水平轴上之基板1G之主表自的虛擬平 面内之視覺角度以及垂直軸上之反射光的強度。此處，僅 說明了第二延伸元件Ps，，但實際上亦應考慮到藉由第一延 伸元件Po,之光反射。因為第一元件p〇,以相對於第三及第四 方向#3、#4成45。角延伸，所以對應於圖3(a)中所示之兩個 分佈曲線與藉由將此等曲線大約相對垂直軸旋轉45。角所 獲得之兩個分佈曲線之總和的特徵可被大體上視為係整個 第一及第二延伸元件P〇l、Ps，之反射光分佈特徵。 基於此等考慮，當第一及第二延伸元件p〇，、Ps，之延伸寬 度相等時’光學反射層20可被視為作為如圖3(b)中所示之一 類似截錐體（或一頂點係球形之圓錐）形狀的光學反射突出 體漫射及反射光。如圖3(c)所示之平面圖中之箭頭符號表 示，光自此突出體在所有方向上均勻反射。 相反，圖4展示當反射層20之網狀部分2M之第一延伸元 件P〇’之寬度大於網狀部分之第二延伸元件Ps，之寬度時的 一系列模型。圖4(a)示意展示作為代表性實例的沿第一及第 二方向#1、#2之反射層20之第一延伸元件p〇'的部分。在圖 3之情況下，當平行光線同樣入射至圖4(a)中之第一延伸元 件Po'上時，可能慮及在包括第二延伸元件Ps，之所有延伸元 件中的反射光分佈包括而考慮所獲得之反射光分佈，但是 96l74.doc -13· 1361928 應注意此處第一延伸元件P〇'之寬度設定為一較大值β 意即’因為第一延伸元件Ρ〇'之寬度較大，所以反射入射 光之第一延伸元件ρ〇ι之表面面積亦會增加，且與第二延伸 元件Ps’相比，在第一延伸元件Po,上反射之光與所有入射光 之比率增加。換言之，當考慮反射結構丨之整個區域中的漫 射及反射時，第一延伸元件p〇’之漫射及反射變得較第二延 伸元件Ps·之漫射及反射更顯著。 因此，如在此實施例之情況下，當第一延伸元件p0,之寬 度大於第二延伸元件Ps，之寬度時，光學反射層20被認為係 藉由一如圖4(b)中所示之變形突出體（八角棱錐類似體）漫 射及反射，該變形突出體藉由以兩個相對平面B且以兩個相 對平面C以圖3(b)中之截錐形狀切掉光反射突出體而得，該 等平面B包括一平行於第一方向#1且平行於該截錐之母線 之直線，該等平面C包括一平行於第二方向#2且平行於該截 錐一母線之直線。光自此變形突出體反射，以使得如圖4(勹 中所示之平面圖中之箭頭符號表示，光有利於以第一及第 二方向#1、#2偏向。意即，此變形突出體按該第一及第二 方向#1、#2反射更多光，而按第三及第四方向#3、料反射 更少光。其可解釋為：與按第三及第四方向#3、#4之反射 光相比，此變形突出體之切割平面B、c相對增加按第一及 第二方向#丨、#2之反射光。 因此，如圖4(c)中由虛線D所示，一具有相對高強度之反 射光得方向分佈以十字形狀形成。 儘官光學反射層20亦在網格部分2h中漫射及反射光，但 96174.doc •14· 1361928 是亦可認為此等網格部分处基本上具有與網狀部分紙 延伸元件之曲面相似得曲面，以使得該等網格部分孔同樣 有助於高強度反射光之十字形狀方向分佈。—網狀部分與 網格部分間之邊界周圍的曲面係重要的，且增加第一延伸 元件之寬度亦可增加該邊界周@曲面之有效反射表面面積 且增加與該第一延伸元件延伸方向相互垂直之方向上的反 射光數量。 因此，相對於第二延伸元件！>8，之寬度而增加第一延伸元 件Po’之寬度等效於形成上述之截面B、c，且隨寬度相對增 加，截面面積增加且於第一延伸元件p〇l上反射之光的數量 增加。 如圖5所示’當沿任何沿兩個豎立於反射結構1之主表面 上且分別與第一及第二方向#1、#2平行的相互垂直之平面 lp、2p之視線觀察反射結構1之主表面時，此實施例意欲獲 得較自其它方向觀察時更強之反射光。因此，藉由相對於 其它寬度而增加沿第一及第二方向W、#2延伸之第一延伸 元件Po’的寬度，在所要反射方向上之反射表面之面積（圖 4(b)所示之模型中切割表面b、c)增加，藉此增加沿與相互 垂直之平面lp、2p平行之視線的漫反射光。以此方式獲得 之反射光分佈在平面圖中具有十字形狀，且因此此分佈在 本說明書中被稱作"十字形狀方向性，，。 注意：上述寬度Wol、w〇2、Ws3、Ws4可作為網狀部分 3M底部之寬度，或如圖2所示，該等寬度亦可作為藉由在 距網狀部分3M底部一預定距離d之位置處以一平行於基板 96174.doc -15- 1361928 ίο之主表面的虛擬表面切割該網狀部分而獲得之平面中的 寬度（Wol’）。根據後_情況下網狀部分寬度之定義，即使網 狀部分3M頂點之高度因為基板表面不平坦之原因而不均 勻，亦有可能適當地設定網狀部分3厘之寬度。 已關於一實施例進行前述描述，其中光學反射層20之網 狀部分2M之延伸元件的形狀及寬度係基於基礎層3丨之網 狀部分3M之延伸元件的形狀及寬度而界定的，但是亦有可 能採用-意欲提供結構》單層之不平坦下層以替代基礎層 3 1及外塗層40之一雙層結構的實施例，或採用一意欲在光 學反射層中單獨形成所要之凸起及凹陷而無下層本身之實 施例。在此替代方法卞，在與使用距離d界定相同之意義上 界定對應網狀部分之寬度。意即，若可界定反射層之網狀 部分以便因而實施本發明特有之龍，則可能將寬度界定 為-平面之寬度，該平面之寬度藉由在一與寬度將被界定 之層的網狀部分之頂點相距d之位置處以一平行於基板之 主表面的虛擬平面切割該網狀部分而獲得。 此外使用寬度值來界定第—延伸元件與第2延伸元件 間之關係及其延伸形式，但亦可能採用延伸元件之其它形 成參數來適/替代該等寬度。甚至在使用其它形成參數之
If况下，右其對應於等效纟而因&擁有I發明特有之特 徵’具有彼等參數之此構造應理解為擁有本發明之一技術 概念Μ吏用延伸元件之寬度及其它參數之定義的本質可概 述如下。 舉例而。&變一延伸疋件之寬度意味著改變其有效反 96174.doc -16· 1361928 射表面面積之比率。更具體而言，當對準第一延伸元件Po, 及第二延伸元件psi時，如圖6所示，顯然具有寬度冒丨之第. 一延伸元件P〇’之每單位延伸長度L〇上之表面面積大於具 _ 有較小寬度W2之第二延伸元件ps’之每單位延伸長度上之 表面面積。因為入射光之反射在大表面面積之位置處變得 顯著，所以第一延伸元件p〇,中之反射率大於第二延伸元件
Ps。因此，為了在一所要方向（所示實例中之#。上偏向反 . 射光，應增加按與所要方向垂直之方向（所示實例中之#2) 延伸的延伸几件之每單位延伸長度上之有⑨反射表面自φ 積。因為在此實施例中所要方向為第一及第二方向#1、#2， 所以按此等方向延伸之各自第一延伸元件p〇，之每單位延 伸長度上之有效反射表面面積會增加。相反，當反射光僅 在第一與第二方向#1、#2之一上偏向時，僅按對應一方向 延伸之延伸元件的每單位延伸長度上之有效反射表面面積 可能會增加。 迄今為止，網狀部分分為兩類；按垂直或水平方向延伸 春 之第一延伸元件Po(Po，）及按對角線方向延伸之第二延伸元 件Ps(IV)，且前者具有一較後者大之寬度。然而，尤其當 網格部分之尺寸與形狀等隨機設定時，實際上存在網狀部 分之多種延伸方向，以使得網狀部分之延伸方向可不準確 · 對應於第一至第四方向#1至#4。 為此，在此實施例中，採用如下示意圖設計網狀部分及 * 網格部分之圖案。 圖7係對應於一網格部分3h及圍繞該網格部分3h之網狀 96174.doc -17- 1361928 部分3M的原始圖案元件3h，、3M，之描述。此原始圖案採取 一形悲、’其中網格部分3hi由相等寬度之網狀部分3M，圍 繞°此處展示作為一實例之形態，其中網格部分3h，為七角 形且網狀部分3M，具有七個節點。網狀部分3Μι之節點間一 7C件之延伸方向（意即一網狀部分區段）使用一預定方向 X(例如，作為參考之第二方向#2之一定向）而加以判定。圖 7展不如何確定首先待判定之網狀部分區段及一隨後待判 定之網狀部分區段的延伸方向，其中判定第一及隨後區段 分別相對於該預定方向χ分別成57。及1〇8。延伸。對於其它 網狀部分區段而言，其相對於預定方向χ之角度（下文中稱 作”延伸角度"）受到同樣決定。 一旦所有網狀部分區段之延伸角度被確定，則判定此等 延伸角度屬於一預定角度範圍之何部分。圖8展示此角度範 圍’其中該等角度分為兩類：（9〇〇Χη)±Α [n=〇、j、2、3]， 意即 0。土A、90ο±Α、180。土A、270。土Λ 之子範圍；及 45〇 + (90°xn)±B[n=0、b2、3]1m45o±B、135o±B、225o±B、 315°±B之子範圍，其中B=45〇_A。對於一值A而言，使用45〇 之一半的22.5。獲得良好結果，但亦可使用任何其它值。 屬於第一類型〇之四個子範圍係對應於第一及第二方向 #1、#2之以〇。' 90。、180。、270。為中心之外圍角之範圍。 屬於此等子範圍之具有延伸角度之網狀部分區段被認為係 按水平方向或垂直方向延伸。另一方面，屬於第二類型3之 四個子範圍係對應於第三及第四方向、料之以45〇、 135°、225°、3 15°為中心之外圍角之範圍。屬於此等子範圍 96l74.doc -18- 1361928 之具有延伸角度之網狀部分區段被認為係、按對角線方向延 伸。 因此基於一延伸角度屬於何類型子冑圍之判定結果來 決定具有延伸角度之網狀部分區段之寬度。更具體而言， 屬於類型0之任一網狀部分區段被決定為通常平行於第一 及第二方向#1、#2(意即垂直及水平延伸）且其寬度相對增 加，而屬於類型s之任一網狀部分區段被決定為通常平行於 第三及第四方向# 3、# 4 (意即對角延伸）且其寬度相對減少。 由於此結果，一源自圖7之原始圖案得圖案變為圖9中所示 之圖案》 由圖7與圖9明顯可見，具有108。延伸角度且屬於類型〇之 網狀部分區段的寬度大於具有57。延伸角度且屬於類型3之 網狀部分區段的寬度。在此實例中，原始圖案之網狀部分 3Μ’之寬度被人為係一最大寬度，且一屬於類型〇之網狀部 刀區#又之寬度保持原樣，且僅一屬於類型s之網狀部分區段 的寬度減少，或更具體而言，該寬度減少至最大寬度的大 約一半。然而，寬度比率可為導致結果之諸如4:3、5:4的其 它減少方式。 因此’藉由執行關於具有多種延伸角度之網狀元件屬於 第一至第四方向#丨至#4中之哪個的決定及分類，有可能決 定寬度應增加之網狀部分之元件或寬度應減少之網狀部分 之元件。 在一作為一使用此反射結構之產品的光學漫反射板1〇〇 中 了月b如圖10所不設定第一至第四方向#1至#4。一圖1〇 96174.doc •19· 1361928 所示之實例構成一系統，其中將一包括具有透明性及著色 之圖片、廣告或其類似物的裝飾物200(例如有色玻璃）放置 於光學漫反射板1〇〇前面’且向一觀察者300顯示裝飾物特 徵。在此系統中，當外部光線穿過裝飾物200後，其到達光 學漫反射板100且此處漫射/反射之光再次穿過裝飾物200 且被引導至外部。 由圖10明顯可見，當自前方觀察裝飾物200時，第一及第 二方向#1、#2對應於垂直及水平方向。因此，即使當觀察 者300按垂直或水平方向移動以垂直地或水平地改變相對 於裝飾物200之視角時，觀察者300可看到明亮的裝飾。 觀察者300按垂直方向移動且看到裝飾物2〇〇之一情況係 (例如）在一類型之升降機系統中，其中在升降機箱之牆壁上 提供了一透明玻璃板以允許觀察者通過該玻璃板看到外 面。意即，當如圖10所示背面黏有漫反射板1〇〇之裝飾物2〇〇 佈置於一空間之内壁上，該空間形成升降機盒可移動穿過 之空間，而升降機中之乘客可穿過玻璃板看到此裝飾物 200。在此情況下，因為如上所述光學漫反射板1〇〇在垂直 方向上具有一高反射強度分佈，所以乘客甚至在上升/下降 之升級運作時亦可看到明亮且顯著之裝飾。 圖11展示另一上述光學漫反射結構之應用實例，其中光 學漫反射結構應用於一液晶顯示設備。 圖11主要m述反射結構與作為-像素驅動元件安裝 於液晶顯示設備内之一 TFT(薄膜電晶體）間的關係。 在圖11中，-TFT 102包括形成於—基板8上之源電極及 96174.doc •20- 1361928 >及電極71及72及一形成以便接觸且橫跨兩個電極之半導體 層73。源電極71由一透明導電膜7t與一堆疊於其上之金屬 膜7m構成。半導體層73由一閘極絕緣膜74覆蓋且一閘電極 75堆疊於該閘極絕緣膜上。 閘極絕緣膜74形成一用於連接汲電極72之接觸孔7211。在 TFT 102形成後，形成上述之下層3〇。更具體而言，基礎層 31形成於幾乎整個液晶顯示設備之顯示區域中而僅留下網 狀部分3M，且外塗層40沈積於基礎層31上。圖案化基礎廣 31及外塗層40以便排除汲電極72之接觸孔72he隨後，在以 此方式創建之下層30上形成一光學反射層2〇。此處，光學 反射層20由不僅具有光反射特徵還具有導電性之材料形成 以允許與汲電極72之電連接。 以此方式粗糙化之光學反射層2〇形成為“連接至TFT 102之像素電極》根據此實施例，光學反射層2〇漫射且反射 經由一相對基板91及一液晶層92引入之光，且可充當一像 素電極，其用於向一液晶層92之顯示單元區域部分或一像 素區域提供電位。 圖11僅展示該結構之部分，但是此結構重複形成於液晶 顯示設備之整個顯示區域上。 此處，使像素電極粗糙化以提供光學漫射特性及實現一 反射型或透射反射型液晶設備本身係一項已知技術，所以 其細節將不再描述。此外，通常不僅使用基板91及液晶層 92，而且使用多種層及薄膜，但此等材料之使用將留待多 種公衆已知之文獻描述且本文將省略。 96174.doc 21- 1361928 圖12展不一根據應用於如圖11所示之液晶顯示設備之此 貫施例之反射結構1之基礎層3 1的平面圖案。與圖12相比， 圖13展不其中網狀部分3]^之所有延伸之寬度被設定為相 等且隍疋之實例。圖12與圖13間之比較會導致對此實施例 之特徵在視覺上易於理解。圖12及13中以虛線展示之區域 2應於由像素電極佔據之區域，但此等僅展示以便利像素 電極區域之尺寸與圖案之個別網格之尺寸間的比較，但不 表不像素電極所特有之一圖案形態。 圖14展示一根據此實施例之反射結構！之光學反射層 的方向性，其中以直角相互交又之又與y軸係指在其兩端之 90 、180及270。之方向角。如圖15所示，當光學反射 層之表面形狀表示為半球形時，其圓形剖面構成平行於基 板之主表面的底面’本文提及之―方向角意指由—藉由一 將且立於半球之任一球面上的法線N垂直投影至平行於底 面之表面上所得之直線與—參考方向（在此實例中為X之右 端）所界定之角度Θ。 圖14僅详細展示第一象限，但對於所有360。方向角度而 舌，以15。之增量量測方向性值。圖14中之實線曲線（情況 1)展不了根據此實施例之反射結構之特徵，而虛線⑽況2) 展示當圖13所示之網狀部分之延伸㈣的寬度相等時該反 射結構之特徵。 就該等方向性值而言，反射結構丨之光學反射層2〇之整個 不平坦表面被分為許多小正方形，且採用基於所有正方形 表面之定向總和之資料的值。更具體而言，獲得關於S正方 96174.doc -22· 丄361928 形總數中之多少正方形具有相同方向角θ的值。當具有相同 方向角0之正方形的數目為以時，使用Sl/S之值，其對應於 以下比率’即具有方向W之反射表面存在於光學反射層之 整個不平坦表面上之頻率（反射表面之方向負頻率）。^14 之圖形產生一極座標系統，其中一反射表面之方向角頻率 的值與在所有方向角度上自原點之距離成比例增加。 由圖14明顯可見，此實施例中之反射結構具有一十字形 狀分佈，其在〇。、90。、18〇。及27〇。之方向角上具有較其它 方向角極高之反射表面頻率。另.一方面，觀察發現其中網 狀部分之延伸元件一致之反射結構（虛線）對於所有方向角 具有一致的反射表面分佈。 反射表面之此種十字形狀分佈意味著光自反射結構之表 面向方向角0。、90。、180。及270。偏向反射。 在情況1中，基礎層3丨之網狀部分3M之第一及第二延伸 元件P〇、Ps之寬度分別設定至大約4][1111、2μηι’且在情況2 中，網狀部分之所有延伸元件之寬度設定至大約4 ^此 外，在兩種情況下，網格部分之中心間之間距為大約12 Mm ’且外塗層與光學反射層具有恆定的薄膜厚度。 儘官上述實施例對於網格部分及網狀部分具有一具有凹 Pa及凸起之圖案，可使用相反的方法，其中一具有凸起及 凹陷之相反圖案分別用於網格部分及網狀部分。 圖16展示一根據一具有相反圖案之第二實施例之光學漫 反射結構1 ’之主要一下層的平面結構，且圖17展示一沿基於 圖16所示結構之光學漫反射結構之線XVI-XVI截得的剖 96l74.doc -23- 1361928 面。 在此實施例中，基礎層31，之網狀部分3Μ·係凹陷的而網 格部分3h'係凸起的，且因此光學反射層20之網狀部分2Μ· 及網格部分2h'亦係凹陷與凸起的，其分別以一反映3M'、 3h'之此等形態的形態存在。此處，網狀部分3M，之第一延 伸元件Po的寬度大於第二延伸元件Ps之寬度，但在此實施 例中此等寬度定義為基礎層31，之突出體間之距離。 同樣在此種形態之反射結構中’本身反射光之曲面可以 參照圖3及4解釋之模型表示，且因此可同樣期望上述效應 及優點。此外’一如參照圖7至9解釋之用於設定網狀部分 之延伸元件寬度的技術亦同樣適用。 在圖1及16中展示之平面圖中具有大體多邊形形狀的上 述網格部分3h、3h，在圖案設計中具有某些優點，但網格部 分無需總為多邊形。 上述實施例被描述為關於一種模式，其中一延伸元件之 有效反射表面面積由一寬度結構參數定義，但是另外亦 存在藉由以平面圖呈現之延伸元件面積定義有效反射表面 面積的方法，或藉由如下所敎高度及/或深度定義有效反 射表面面積的方法。 +意即，當如^所示之網狀部分形成一凸起體時，亦可能 藉由網狀部分之延伸元件之高度而非寬度來改變有效反射 表面面積。在此情況T，㈣相對於鄰近網格部分之最低 點(或-包括連接外圍網格部分之各自最低點之線的平面） 來定義延伸元件之個別高度。當定義該等高度時，界定任 96l74.doc -24- 1361928 一適合之目標層（基礎層31、外塗層4〇及反射層2〇之任一 個），以便界定一反射層之網狀部分從而在上述寬度定義之 情況下建構本發明特有之特徵。 虽一網狀部分形成一如圖16及17所示之凹陷體時，可能 基於網狀部分之延伸元件之深度而非寬度來改變有效反射 表面面積。在此情況下，較佳相對於鄰近網格部分之頂點 (或一包括連接外圍網格部分之各自頂點之線的平面）來界 定延伸元件之個別深度。當界定此等深度時，適當界定任 一目標層（基礎層3Γ、外塗層40及反射層2〇中之任一層）之 深度。 上述實細例被描述為關於彼等具有所謂相互垂直之十字 形狀之漫反射方向性及高強度反射光在四個方向上之均等 反射光分佈。此方向性較佳為圖18所示之情況，其中—样 帶型電子設備（諸如一具有數位相機之蜂巢式電話）之一液 晶顯示面板具有一可旋轉機構。在此實例中，該設備包括 一如圖11所解釋之根據本發明之反射型或透射反射型液晶 顯示面板。第一及第二方向#1、#2對應於螢幕之垂直及水 平方向以在一如圖18(a)所示之正常運作期間使用，而當利 用數位相機獲取一影像時，如圖l8(b)所示顯示面板旋轉 90°(第一及第二方向、#2對應於水平及垂直方向）以用作 一監視器螢幕。如前所述，在第一及第二方向#1、#2上獲 得高強度反射光’且因此使用者在正常運作期間與當顯示 面板旋轉90。後獲取一影像時都可看到一明亮且高品質顯 示影像。 96174.doc •25· 1361928 此處，使得反射方向性沿相互差9〇。之第一及第二方向 在㈣⑷師）中之任—使用模式中具有特定效應。 意即，藉由此設備，使用者經常以沿縱向 角看螢幕，且很少自對角線方向看螢幕， 及水平方向之視 且因此實際上使 反射光在第一及第二方向#】、#，^^^^^^^ 乃门存1、#2上偏向同時犧牲在第三及 第四方向#3、#4之反射光是極其有用的。 另-方面，根據本發明，亦可能引入除該等方向性以外 之多種模式。 在下文中，將參看圖19、20及21解釋用於實現除至此已 解釋之相互垂直之十字形狀方向性外之方向性的修改。此 等圖式依照圖14及15,其中使用一指示一參考方向χ之軸及 指示相對於方向X形成90。之另一參考方向y的另一軸。 圖19展示一相互垂直之十字形狀方向性，其第一方向#ι 及第二方向#2具有不同反射表面頻率之分佈形態。此外， 在此方向性中，反射光應按其偏向之第一及第二方向#1、 #2自參考方向分別偏移預定角度0 j、a〗。 由圖19明顯可見，第一方向#1上之反射表面頻率高於第 二方向#2上之反射表面頻率，且第一方向#1上之反射光具 有較第二方向#2上之反射光更高的強度。此外，此展示了 被為為自圖14中之實線所示之分佈調整45。之十字形狀 分佈。 可此藉由導致主要具有能具有擁有處於θΐ + ΐ8〇°χη±α [η-0、1]之第一範圍ρ内及一 02+i8〇〇xn±jg[n=〇、1]之第二範 圍q内之方向角之法線（見圖15)之反射表面的網狀部分之延 96l74.doc -26· 1361928 ::::1有比其它延伸元件更大的每單位延伸長度上之有 表面面積來獲得此方向性。在此實例中，卜 〇<^1<90。、假設 之方180、MJ1=90。、《%。《對應於法線 延伸元方向角之法線的反射表面之 (在下以稱^延伸元件")之範a,該方向角屬 於以01方向m m ‘-，中〜之第一方向#1;且卢對應於法線之方 以判定具有一能且右 J两 此八有一方向度之法線之反射表面之延伸元 件（在下文中稱為"β2延伸元件"）的範圍，該方向角屬於⑽ 方向為中心之第二方向#2。 錄用於將第一方向#1上之反射表面方向角頻率設定 為南於第二方向#2之一條件。另一條件藉由將屬於第—範 圍P之01延伸元件之有效反射表面面積設定為大於屬於第 範圍q之02延.伸元件而達成。此等條件可組合實現。 在此實例中，W延伸元件通常變為在第二方向#2上延伸 之延伸元件，而02延伸元件通常變為在第一方向#1上延伸 之延伸元件。圖19中之下部分分別依照圖3中之模型清晰地 展不了此情況，其中半圓柱體表示延伸元件。任一豎立於 按第二方向#2延伸之延伸元件ρ(π之反射表面上的法線存在 於由一虛線表示且平行於第一方向#1之垂直平面内，且任 一豎立於按第一方向#1延伸之延伸元件Pm之反射表面上的 法線存在於一由一虛線表示且平行於第二方向#2之垂直平 面内。因此，屬於第一及第二範圍p、q之各自反射元件包 括延伸方向自圖19之下部分分別偏離±〇!及±j3角度之延伸元 件。 96l74.doc -27· 1361928 上述月,.·！可知，此實施例希望基於目標延伸元件是否 主要具有能具有方向角處於第-及第二範圍p、q中之法線 之反射表面來判定有效反射表面面積。此對應於一在夂昭 圖7至9之前解釋之實施例之概述，其中延伸元件之寬度基 於延伸元件之延伸方向判定。 土 為了使關於第-方向#1之反射表面頻率等於關於第二方 向#2之反射表面頻率，設定"。α及她佳均具有大約 45 /2 22’5之值’且尤其可設定於例如10。至35。之範圍 内。_=22.5。之實例對應於圖14中展示之模心其中屬於 第-方向#1之延伸元件及屬於第二方向#2之延伸元件均具 有相同之有效反射表面面積（具有相同寬度），以使得兩個方 向上之反射表面之方向角的頻率分佈相同。 圖20展示··一方向性(實線)’其中反射表面之方向角頻率 分佈之優勢與劣勢在第一方向#1與第二方向#2間相反，且 分佈範圍調整45。方向性（單點虛線），纟中僅第二方向 #2上之反射表面之方向角頻率增加；以及形態與圖μ中相 同之一方向性（虛線）。 為了獲得由實線指示之方向性，在上述表達式中之^及 Θ2分別設定至〇。及90。，且設定於…替代設定㈣或額外設 定，可能設定-㈣延伸元件更大之“延伸元件之有效表 面面積。 為了獲得由單實虛線指示之方向性，在上述表達式中之 Μ及Θ2分別設定為〇。及9G。，且設砂^，意即將錄定為 -動大很多之值。替代設定於>α或額外設定，亦可能設定 96174.doc -28- 1361928 一較Θ1延伸元件大报多之μ延伸元件之有效反射表面面 積。與關於至此解釋之兩個方向之彼等方向性不同，此方 向丨生僅對單一方向具有一高反射表面頻率分佈。此方向性 較佳用於例如僅在螢幕垂直方向或僅在螢幕水平方向需要 強反射光之裝置。 圖21展示第一方向#1不與第二方向#2以直角交又之情 況’其中反射表面之頻率分佈在兩個方向上都相同。 為了獲得此方向性，在上述表達式中設定0241 >9〇。且 此處，延伸元件之有效反射表面面積等於μ延伸元 件之有效反射表面面積。為使按第一方向#1上之反射表面 之頻率分佈不同於第二方向#2上之反射表面之頻率分佈， 應設定昨/3，或為了產生等效效應，可適當設定一有效反射 表面·面積。 此處，圖21所示之方向性較佳用於圖22所示之應用。圖 2 2展示一使用圖丨丨所示之反射型或透射反射型液晶顯示設 備之模式，該液晶顯示設備具備構造成具有方向性之根據 本發明之反射結構。在此顯示設備中，按螢幕之對角線方 向設定第一及第二方向#1、#2,且使用者之位置半固定於 使用者通常看到一按此等方向在螢幕上顯示之影像的位 置。一關於此之更具體實例係一其甲此顯示設備放置於一 汽車空間之中間之系統。在此使用模式中，使用者之視線 不相對於螢幕以直角相互交又，且其視角大體上固定於某 相對狹窄之範圍内，其因為有可能在螢幕之對角線方向上 顯示一明亮且良好之影像而係便利的。 96174.doc -29- 1361928 至此已描述了本發明之若干典型實施例，但是在不脫離 本發月在其申請專利範圍中界定之精神的情況下，熟習此 項技術者可按需要以多種方式修改此等實施例。 工業適用性 本發明可適用於一具有一光學漫反射功能之反射結構及 使用其之裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係展示一根據本發明之第一實施例之光學漫反射結 構之主要一下層之平面結構的平面圖。 圖2係沿基於圖1所示結構之光學反射結構之線II-II截得 之結構的剖面圖。 圖3係當反射層之網狀部分之延伸寬度相等時的一系列 模型圖。 圖4係當該反射層第一延伸元件之寬度大於反射層第二 延伸元件之寬度時的一系列模型圖。 圖5係用於解釋根據本發明之一實施例之十字形狀漫反 射方向性的示意透視圖。 圖6係用於解釋第一及第二延伸元件之每單位延伸長度 上之有效反射表面面積的示意說明。 二展卞僅對應於一網格部分及一圍繞其之網狀部 分之原始圖案的示意說明。 圖8係用於解釋如何判定一網狀部分之延伸元件之延伸 角度屬於何種預定角度範圍的說明。 圖9係展示—藉由自圖7之原始圖案改變一延伸元件之寬 96174.doc 1361928 度所獲得之圖案的示意說明。 圖10係展示使用一根據本發明之反射結構之應用之—每 例的輪庵圖。 Λ 圖11係展示根據本發明之一反射結構之應用 J刀貫例 中之液晶顯示設備之部分構造的示意剖視圖。 圖12係展示一根據該實施例之反射結構之基礎層之平面 圖案的平面圖。 圖13係展示一根據一比較實例之反射結構之基礎層之平 面圖案的平面圖。 圖14係表示一根據該實施例之反射結構之一光學反射層 之方向性的圖。 圖15係用於解釋反射表面之一方向角度的示意說明。 圖16係展示根據一具有相反圖案之第二實施例之光學漫 反射結構之主要一下層之平面結構的平面圖。 圖17係沿一基於圖16所示結構之光學反射結構之 XVI-XVI線截得之結構的剖面圖。 圖18係展示一使用一根據本發明之反射結構之應用之進 一步實例的輪廓圖。 圖19係用於解釋一根據一修改之反射結構的反射表面之 方向角度頻率之分佈形態的說明。 圖20係用於解釋一根據其它修改之反射結構的反射表面 之方向角度頻率之分佈形態的說明。 圖21係用於解釋—根據進一步修改之反射結構的反射表 面之方向角度頻率之分佈形態的說明。 96174.doc 1361928 圖22係展示一使用一根據本發明之反射結構之應用之更 進一步實例的示意說明。 【主要元件符號說明】 #1 第一方向 #2 第二方向 #3 第三方向 #4 第四方向 ip 平面 1 ' Γ 光學漫反射結構 2p 平面 2h ' 2h' 網格部分 2M、2M' 網狀部分 3h ' 3h' 網格部分 3M ' 3M' 網狀部分 7m 金屬膜 7t 透明導電膜 8 基板 10 基層 20 光學反射層 30 下層 40 外塗層 31 ' 31' 基礎層 71 源電極 72h 接觸孔 96174.doc -32- 1361928 72 沒電極 73 半導體層 74 閘極絕緣膜 75 閘電極 91 相對基板 92 液晶層 100 光學漫反射板 102 TFT 200 裝飾物 300 觀察者 B、C 平面 D 虛線 D 預定距離 N 法線 Po ' Po' 第一延伸元件 Ps、Ps' 第二延伸元件 Pei 延伸元件 Vei 延伸元件 P 第一範圍 q 第二範圍 Wo卜 Wo2、 Ws3、Ws4、Wol'寬度 X 參考方向 y 參考方向 a ' β 角度 96174.doc -33 - 1361928 01 預定角度 Θ2 預定角度
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