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WO2012161020A1 - 配線基板およびそれを備える表示パネル - Google Patents

配線基板およびそれを備える表示パネル Download PDF

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WO2012161020A1
WO2012161020A1 PCT/JP2012/062315 JP2012062315W WO2012161020A1 WO 2012161020 A1 WO2012161020 A1 WO 2012161020A1 JP 2012062315 W JP2012062315 W JP 2012062315W WO 2012161020 A1 WO2012161020 A1 WO 2012161020A1
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WO
WIPO (PCT)
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moth
substrate
display panel
eye structure
layer
Prior art date
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Application number
PCT/JP2012/062315
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English (en)
French (fr)
Inventor
千明 三成
箕浦　潔
登喜生 田口
崇夫 今奥
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
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    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/38—Anti-reflection arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a wiring board and a display panel including the wiring board.
  • a display panel such as a liquid crystal display panel
  • reflection of external light on the surface is a problem. If the reflectance of the external light on the surface is large, the observer himself, an object placed in the surroundings, a lighting fixture, etc. are reflected and the display is difficult to see. Especially in a bright environment, the reflection is noticeable. Therefore, a low reflection structure is provided on the surface of the display panel to suppress reflection of external light.
  • An antireflection technique using a so-called moth-eye structure has been proposed as a low reflection structure that suppresses reflection on the surface of a display panel (see Patent Documents 1 and 2).
  • an antireflection film having a moth-eye structure By providing an antireflection film having a moth-eye structure on the surface of the display panel, the reflectance of external light on the surface of the display panel is reduced to about 1% or less.
  • reflection on the surface of the display panel is reduced, reflection may occur due to the light reflected inside the display panel, or the contrast ratio of the display may be reduced. Therefore, it is desirable to reduce the reflectivity inside the display panel independently of the reduction in reflection on the surface of the display panel, preferably along with the reduction in reflection on the surface of the display panel.
  • the internal reflection of the display panel will be described using a liquid crystal display panel as an example.
  • the liquid crystal display panel includes a pair of substrates and a liquid crystal layer provided therebetween.
  • One of the pair of substrates has, for example, pixel electrodes, TFTs, and bus lines arranged in a matrix (hereinafter referred to as a TFT substrate).
  • the other substrate has a counter electrode, a color filter, and a light shielding layer (black matrix) (hereinafter referred to as a counter substrate).
  • the counter substrate is disposed on the viewer side of the liquid crystal layer.
  • a liquid crystal display panel in which the counter substrate is disposed on the viewer side of the liquid crystal layer will be described as an example.
  • Patent Document 3 a substrate provided with a light-shielding layer having a low reflectance, which is preferably used as a color filter substrate of a liquid crystal display panel.
  • This substrate includes a light shielding layer having a high optical density layer and a low optical density layer.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a wiring board in which reflection of external light is suppressed and a display panel having such a wiring board. Another object of the present invention is to provide a method for forming a metal layer having an antireflection surface.
  • a wiring board includes a substrate and a plurality of metal wirings formed on the substrate, and at least a part of the plurality of metal wirings has a moth-eye structure or an inverted moth-eye structure on the surface.
  • a display panel includes a wiring substrate, a counter substrate disposed on the viewer side of the wiring substrate, and a display medium layer provided between the wiring substrate and the counter substrate.
  • the wiring board includes a substrate and a plurality of metal wirings provided on the counter substrate side of the substrate, and at least a part of the plurality of metal wirings has a moth-eye structure or an inverted surface. It has a moth-eye structure.
  • the counter substrate has a light shielding layer, and the light shielding layer is disposed so as not to overlap the at least part of the plurality of metal wirings.
  • the method for forming a metal layer having an antireflection surface includes a step of preparing a mold having a moth-eye structure or an inverted moth-eye structure on the surface, and a step of depositing a metal layer on the surface of the mold And a step of attaching a base material on the metal layer, and a step of peeling the metal layer from the surface of the mold.
  • a wiring board in which reflection of external light is suppressed and a display panel having such a wiring board are provided.
  • a method for forming a metal layer having an antireflection surface is provided.
  • (A) is a schematic plan view of the liquid crystal display panel 100 of the embodiment according to the present invention
  • (b) is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel 100
  • 1B-1B in (a) It is sectional drawing along a line.
  • (A)-(d) is a figure which shows the typical structure of the sample used for the measurement of a reflectance.
  • 3 is a graph showing the spectral reflectance of the sample shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d). It is a graph which shows the spectral reflectance of the nickel surface which has a moth-eye structure, and the spectral reflectance of the nickel surface which has an inverted moth-eye structure.
  • (A) is a graph of the spectral reflectance of an aluminum layer having an inverted moth-eye structure
  • (b) is a diagram showing a schematic structure of a sample used for measurement.
  • (A) is a graph which shows the spectral reflectance of the aluminum layer which has a flat surface, and the spectral reflectance of the aluminum layer which has the inverted moth-eye structure
  • (b) is typical of the sample used for the measurement. It is a figure which shows a structure.
  • (A)-(d) is a schematic diagram for demonstrating the method of forming the metal layer which has a moth-eye type antireflection structure. It is a figure which shows the optical image of the conventional liquid crystal display panel, and has shown two color display pixels.
  • a TFT substrate of a liquid crystal display panel is exemplified as the wiring substrate, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and is applied to various display panels and the wiring substrate.
  • FIG. 1A shows a schematic plan view of a liquid crystal display panel 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B shows a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel 100.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B ′ in FIG.
  • FIG. 1A shows a planar structure of a region corresponding to one pixel of the TFT substrate 100a included in the liquid crystal display panel 100.
  • the TFT substrate 100a includes a substrate (for example, a glass substrate) 11, a TFT formed on the substrate 11, a pixel electrode PE, a source bus line SB, a gate bus line GB, and a CS bus line (auxiliary capacitance wiring) CSB. And have.
  • the source electrode S of the TFT is connected to the source bus line SB, and the drain electrode D is connected to the pixel electrode PE.
  • the semiconductor layer SC is formed on the gate bus line GB, and the gate electrode of the TFT also serves as the gate bus line GB.
  • the liquid crystal display panel 100 includes a TFT substrate 100a, a counter substrate 100b disposed on the viewer side of the TFT substrate 100a, and a liquid crystal layer 32 as a display medium layer provided between the TFT substrate 100a and the counter substrate 100b.
  • the counter substrate 100b includes a substrate (for example, a glass substrate) 21 and a counter electrode CE formed on the liquid crystal layer 32 side of the substrate 21.
  • the pixel electrode PE and the counter electrode CE of the TFT substrate 100a are provided between them.
  • the liquid crystal layer 32 constitutes a pixel.
  • the drain extension wiring DE is formed integrally with the drain electrode D.
  • An end of the drain extension wiring DE overlaps with the CS bus line CSB via an insulating layer (for example, a gate insulating layer) (not shown), thereby forming an auxiliary capacitor CS. Further, in the contact hole C on the auxiliary capacitor CS, the drain extension wiring DE and the pixel electrode PE are connected.
  • the gate bus line GB, the source bus line SB, the drain extension wiring DE, and the CS bus line CSB are metal wirings.
  • the drain extension wiring DE, the auxiliary capacitor CS, and the CS bus line CSB can be omitted. Since the structure of the liquid crystal display panel 100 including the TFT substrate 100a is well known, detailed description thereof is omitted.
  • the TFT substrate 100a and the liquid crystal display panel 100 can be variously modified.
  • the TFT substrate 100a has a moth-eye structure or a moth-eye structure in which at least a part of the metal wiring is inverted on the surface (these are collectively referred to as a moth-eye type antireflection structure 12M).
  • FIG. 1B shows an example in which a part of the CS bus line CSB has the moth-eye type antireflection structure 12M on the surface, but the gate bus line GB, the source bus line SB, and the drain extension wiring DE. Any or all of these may have a moth-eye type antireflection structure 12M on the surface.
  • an antireflection film having a moth-eye structure can be formed using a porous alumina layer as a mold.
  • a porous alumina layer is used, high production efficiency can be obtained.
  • a mold in which a porous alumina layer is formed on the outer peripheral surface of a roll is used, there is an advantage that an antireflection film can be continuously formed by a roll-to-roll method.
  • the cross-sectional shape of the fine recesses (pores) of the porous alumina layer used in the production of the antireflection film having a moth-eye structure is preferably generally conical or bell-shaped, and the fine recesses have stepped side surfaces. May be.
  • the two-dimensional size (opening diameter: D p ) of the fine recess is 10 nm or more and less than 500 nm
  • the depth (D depth ) is 10 nm or more and 3000 nm (3 ⁇ m). It is preferable to be less than about.
  • the bottom part of a fine recessed part is sharp (the bottom is a point).
  • the fine recesses are closely packed, and assuming that the shape of the fine recesses when viewed from the normal direction of the porous alumina layer is a circle, the adjacent circles overlap each other, and the adjacent fine It is preferable that a flange is formed between the recesses.
  • the substantially conical minute recesses are adjacent so as to form a collar portion, the two-dimensional size D p of the minute recess is assumed to be equal to the average adjacent distance D int .
  • the moth-eye type antireflection structure 12M on the surface of at least a part of the CS bus line CSB of the TFT substrate 100a of the embodiment according to the present invention is preferably a moth-eye structure, as described later, it has an inverted moth-eye structure.
  • the moth-eye structure may be represented by Mm
  • the inverted moth-eye structure may be represented by Mf.
  • FIG. 11 is a diagram showing an optical image of a 52-inch liquid crystal display panel marketed by the present applicant, and shows two color display pixels.
  • One color display pixel includes four pixels (primary color pixels).
  • the primary color pixels are arranged in stripes.
  • the portion that appears black in FIG. 11 is a portion formed of a light shielding material, and includes a metal wiring or metal electrode on the TFT substrate and a light shielding layer (black matrix) formed on the counter substrate 100b.
  • the light shielding layer is formed so as to overlap with a boundary region of the pixel and a part of the metal wiring.
  • the portion of the light shielding layer formed so as to overlap the metal wiring is wider than the metal wiring.
  • the pixel aperture ratio (the ratio of the area of the portion that transmits light contributing to display) is reduced.
  • the metal wiring of the liquid crystal display panel shown in FIG. 11 is a copper (Cu) wiring.
  • the TFT substrate 100a of the embodiment of the present invention has the moth-eye type antireflection structure 12M on the surface of the metal wiring, it is not necessary to form a light shielding layer (black matrix) overlapping at least a portion where the antireflection structure 12M is formed. . Therefore, when the TFT substrate 100a of this embodiment is used, internal reflection of the liquid crystal display panel 100 can be suppressed and the pixel aperture ratio can be increased.
  • the antireflection structure 12M may be provided only on the surface of the source bus line SB, and only the light shielding layer provided in the region facing the source bus line SB may be omitted.
  • the area of the light shielding layer (the light shielding layer disposed between the pixels and extending in the vertical direction) provided in the region facing the source bus line SB is relatively large. The effect of increasing the pixel aperture ratio by omitting this light shielding layer is relatively large.
  • the light shielding layer is formed using a black photosensitive resin layer in a process of forming a color filter layer using a colored photosensitive resin layer, for example.
  • the light shielding layer may be formed of a metal layer.
  • the light shielding layer may be formed using the technique described in Patent Document 3. For reference, the entire disclosure of Patent Document 3 is incorporated herein.
  • FIGS. 2A to 2D show schematic structures of samples used for measuring the reflectance.
  • a gold (Au) layer 3Fa (thickness: 50 nm) having a flat surface is formed on a glass substrate 1G.
  • the sample shown in FIG. 2B has an inverted moth-eye structure 2Mfa made of a porous alumina layer on a glass substrate 1G, and a gold (Au) layer 3Mfa (thickness: 50 nm) on the inverted moth-eye structure 2Mfa.
  • the gold layer 3Mfa has an inverted moth-eye structure.
  • the sample shown in FIG. 2C is a nickel (Ni) flat plate 3Fb having a flat surface.
  • a surface 3Mma having a moth-eye structure is formed on a nickel substrate 3Fb.
  • the nickel surface 3Mma having a moth-eye structure can be formed by electroforming using a porous alumina layer mold (see, for example, Patent Document 2).
  • FIG. 3 is a graph showing the spectral reflectance of the samples shown in FIGS. 2A to 2D, and shows the front reflectance measured using a spectrocolorimeter (CM-2600d manufactured by Konica Minolta). ing. Curves 2a to 2d in FIG. 3 show the spectral reflectances of the samples shown in FIGS. 2 (a) to (d), respectively.
  • CM-2600d manufactured by Konica Minolta
  • the reflectance from the flat metal surface is high, but the moth-eye type antireflection structure is formed on the surface.
  • the reflectance can be greatly reduced.
  • a curve 2dm in FIG. 4 shows the spectral reflectance of the nickel surface having the moth-eye structure (same as the nickel surface 3Mma in FIG. 2D), and the curve 2df shows the spectral reflection of the nickel surface having the inverted moth-eye structure. Indicates the rate.
  • the nickel surface having an inverted moth-eye structure was produced by electroforming using an antireflection film having a moth-eye structure.
  • the nickel surface having a moth-eye structure (curve 2dm) is superior in the antireflection effect.
  • the nickel surface having the inverted moth-eye structure (curve 2df) has an antireflection effect as compared with the flat nickel surface (curve 2c). You can see that When the flat nickel surface is visually observed, it has a metallic luster similar to copper, but the nickel surface having an inverted moth-eye structure looks black and has no metallic luster.
  • the dependence of the spectral reflectance of the nickel surface having a moth-eye structure on the height of the convex portion (corresponding to the depth D depth of the concave portion of the moth-eye mold) will be described with reference to FIG.
  • the reflectance of the flat nickel surface is shown by a curve 4a for reference.
  • Curve 4b is 300 nm in height
  • curve 4c is 900 nm in height
  • curve 4d shows simulation results for a moth-eye structure having a convex portion with a height of 3000 nm.
  • the refractive index (effective refractive index) of the moth-eye structure is equivalent to the refractive index of a laminate having a plurality of layers whose refractive index increases from the air side toward the substrate side (for example, a nickel substrate). it can. That is, the refractive index of the moth-eye structure increases stepwise from the air side to the substrate side. In the illustrated calculation, the number of layers is 30 and the thickness of each layer is equal. The reflectance was calculated based on the effective refractive index medium theory (for example, Tatsuta Tatsuo, Applied Optics (Baifukan) Chapter 4).
  • the antireflection effect can be obtained even if the height of the convex portion constituting the moth-eye structure is 300 nm, but the higher the height of the convex portion, the higher the antireflection effect.
  • the sample used for the experiment was obtained by depositing an aluminum layer 3Mfb on a porous alumina layer 2Mfb obtained from the aluminum layer 1A formed on the glass substrate 1G, as shown in FIG. 6 (b).
  • the porous alumina layer 2Mfb is illustrated as including a barrier layer.
  • curves 6a, 6b, and 6c show the results when the thickness of the aluminum layer 3Mfb is 10 nm, 150 nm, and 50 nm, respectively. If the thickness of the aluminum layer 3Mfb is 10 nm or less, the light transmitted through the aluminum layer 3Mfb is reflected from the underlying aluminum layer 1A, so that the reflectance is increased. On the other hand, when the thickness of the aluminum layer 3Mfb is 150 nm or more, the moth-eye structure is broken by the aluminum deposited between the convex portions of the moth-eye structure, and as a result, the reflectance is increased. Although it depends on the method of forming the metal wiring, the thickness of the metal layer is preferably more than 10 nm and less than 150 nm, and preferably about 50 nm.
  • FIGS. 7A and 7B an aluminum layer having a thickness of about 1 ⁇ m is formed on the antireflection film 2Mm having a moth-eye structure formed on the glass substrate 1G, and the spectral reflectance is measured from both sides.
  • the antireflection film 2Mm is obtained by forming an antireflection layer having a moth-eye structure on a TAC film using a photocurable resin.
  • the spectral reflectance (incident light L1, reflected light L3) of the upper flat surface 3Fc in FIG. 7B is 80% over the entire measurement wavelength range as shown by the curve 7a in FIG. 7A. Super and very high.
  • the spectral reflectance (incident light L1, reflected light L4) of the interface 3Mfc having the inverted moth-eye structure on the lower side in FIG. 7B is the entire measurement wavelength region as shown by the curve 7b. It is 20% or less in the range, and it can be seen that it has an excellent antireflection effect.
  • the reflectance shown by the curve 7b includes the reflectance (about 4%) of the surface of the glass substrate 1G, the reflectance from the interface 3Mfc having an inverted moth-eye structure is even lower.
  • FIG. 8 shows a simulation result for a moth-eye structure having a convex portion with a height of 300 nm, curve 8c with a height of 900 nm, and curve 8d with a height of 3000 nm.
  • the aluminum surface can also have an antireflection effect even when the height of the convex portion constituting the moth-eye structure is 300 nm, but the antireflection effect is higher as the height of the convex portion is higher. Rise.
  • FIG. 9 the reflectance of the flat copper surface is shown by a curve 9a for reference.
  • a curve 9b shows a simulation result for a moth-eye structure having a convex portion with a height of 300 nm, a curve 9c with a height of 900 nm, and a curve 9d with a height of 3000 nm.
  • the copper surface can also have an antireflection effect even when the height of the convex portion constituting the moth-eye structure is 300 nm.
  • the higher the height of the convex portion the more the antireflection effect is obtained.
  • the height of the convex portion is preferably more than 300 nm, and more preferably 900 nm or more.
  • a metal layer having a moth-eye type antireflection structure (a moth-eye structure or an inverted moth-eye structure) on the surface can be formed as follows, for example.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of forming a metal layer having a moth-eye type antireflection structure.
  • a method for forming a metal layer having a moth-eye structure is exemplified, but a metal layer having an inverted moth-eye structure can also be formed by a similar method only by changing the mold.
  • a mold having a reversed moth-eye structure (a moth-eye mold) is prepared.
  • the moth-eye mold 2Mf formed of a porous alumina layer is formed on the glass substrate 1G by the method described in Patent Document 2.
  • the depth D depth of the recess is more than 300 nm.
  • a metal layer 3M is deposited on the surface of the moth-eye mold 2Mf.
  • the metal layer 3M may be formed in a gas phase, or may be formed in a solution in which a metal is dissolved.
  • the substrate 11 is attached to the metal layer 3M using, for example, an adhesive.
  • the metal layer 3M having the moth-eye structure on the surface is obtained by peeling the metal layer 3M from the moth-eye mold 2Mf.
  • the mold having the inverted moth-eye structure prepared first may be a roll-shaped mold, and the substrate of the mold is not limited to the glass substrate, and substrates of various materials can be used.
  • the method of forming the moth-eye structure or the inverted moth-eye structure on the surface of the metal wiring and / or metal electrode of the wiring board has been described, but the present invention is not limited to this, and the formation of the metal layer having the antireflection surface is described. Can be widely applied to the method.
  • the metal layer having an antireflection surface can be formed on the surface of a building material, for example. That is, in the above method, by using various base materials in place of the substrate 11, a metal layer having a moth-eye type antireflection surface can be formed on the surfaces of the various base materials.
  • the present invention can be widely applied to a wiring board and a display panel including the wiring board.
  • the present invention is also used for forming metal layers having various antireflection surfaces.

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Abstract

　本発明の実施形態による表示パネル（１００）は、配線基板（１００ａ）と、配線基板（１００ａ）の観察者側に配置される対向基板（１００ｂ）と、配線基板（１００ａ）と対向基板（１００ｂ）との間に設けられた表示媒体層（３２）とを有し、配線基板（１００ａ）は、基板（１１）と、基板（１１）の対向基板（１００ｂ）側に設けられた複数の金属配線（ＧＢ、ＳＢ、ＣＳＢなど）を有し、複数の金属配線の少なくとも一部は、表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造（１２Ｍ）を有する。

Description

配線基板およびそれを備える表示パネル
　本発明は配線基板およびそれを備える表示パネルに関する。
　液晶表示パネルなどの表示パネルでは、表面における外光の反射が問題となっている。表面における外光の反射率が大きいと、観察者自身や、周囲に置かれている物、照明器具等が映り込み、表示が見にくい。特に明るい環境下では、映り込みが顕著に生じる。そこで、表示パネルの表面に、低反射構造を設けて、外光の反射を抑制することが行われている。
　表示パネルの表面の反射を抑制する低反射構造として、いわゆるモスアイ（Ｍｏｔｈ　ｅｙｅ、蛾の目）構造を利用した反射防止技術が提案されている（特許文献１、２参照）。表示パネルの表面に、モスアイ構造を有する反射防止膜を設けることによって、表示パネルの表面における外光の反射率は１％程度以下にまで低下させられる。
　しかしながら、表示パネルの表面における反射が低減されても、表示パネルの内部で反射された光によって、映り込みが生じる、あるいは表示のコントラスト比が低下することがある。従って、表示パネルの表面における反射の低減とは独立に、好ましくは、表示パネルの表面における反射の低減とともに、表示パネルの内部の反射率を低下させることが望まれている。
　表示パネルの内部反射について、液晶表示パネルを例に説明する。液晶表示パネルは、一対の基板と、これらの間に設けられた液晶層とを有する。一対の基板の内の一方は、例えばマトリクス状に配列された画素電極、ＴＦＴやバスラインを有している（以下、ＴＦＴ基板と称する）。他方の基板は、対向電極、カラーフィルタや遮光層（ブラックマトリクス）を有している（以下、対向基板と称する）。典型的には、対向基板が液晶層の観察者側に配置される。以下では、対向基板が液晶層の観察者側に配置された液晶表示パネルを例に説明する。
　液晶表示パネルに入射した外光の一部は、液晶表示パネルが空気と接している表面（最表面）で反射される。すなわち、液晶表示パネルに入射した外光は、対向基板と空気との界面において反射される。一般に、対向基板の観察者側には偏光板が設けられているので、偏光板の表面と空気との界面において反射されることになる。本明細書において、液晶表示パネルが空気と接している表面（以下では、単純に、液晶表示パネルの表面という。）における反射を「表面反射」ということにする。液晶表示パネルの表面を透過した光の一部は、対向基板やＴＦＴ基板によって反射される。本明細書において、表面反射以外の反射を「内部反射」ということにする。
　本出願人は特許文献３に、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板として好適に用いられる、反射率の低い遮光層を備える基板を開示している。この基板は、高光学濃度層と低光学濃度層とを有する遮光層を備えており、各層の光学濃度および屈折率を調整することによって、従来の遮光層（いわゆるブラックマトリクス）による反射が低減されている。
特開２００５－１５６６９５号公報 国際公開第２００６／０５９６８６号 国際公開第２０１０／０７０９２９号
　しかしながら、例えば液晶表示パネルにおける内部反射は、対向基板のブラックマトリクスだけでなく、ＴＦＴ基板の液晶層側に形成された、配線や電極においても起こる。特許文献３に記載の技術では、液晶表示パネルのＴＦＴ基板からの反射を抑制することができない。また、ＴＦＴ基板の配線からの反射光を遮光するために、特許文献３に記載の遮光層を有する対向基板を用いると、画素開口率が低下するという問題がある。この問題は、液晶表示パネルに限られず、ＴＦＴ基板などの配線基板を有する表示パネルに共通の問題である。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、外光の反射が抑制された配線基板およびそのような配線基板を有する表示パネルを提供することにある。また、本発明は、反射防止表面を有する金属層の形成方法を提供することを他の目的とする。
　本発明による実施形態の配線基板は、基板と、前記基板上に形成された複数の金属配線とを有し、前記複数の金属配線の少なくとも一部は、表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造を有する。
　本発明による実施形態の表示パネルは、配線基板と、前記配線基板の観察者側に配置される対向基板と、前記配線基板と前記対向基板との間に設けられた表示媒体層とを有する表示パネルであって、前記配線基板は、基板と、前記基板の前記対向基板側に設けられた複数の金属配線を有し、前記複数の金属配線の少なくとも一部は、表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造を有する。
　ある実施形態において、前記対向基板は遮光層を有し、前記遮光層は、前記複数の金属配線の前記少なくとも一部と重ならないように配置されている。
　本発明による実施形態の反射防止表面を有する金属層の形成方法は、モスアイ構造または反転されたモスアイ構造を表面に有する型を用意する工程と、前記型の前記表面に、金属層を堆積する工程と、前記金属層の上に、基材を貼り付ける工程と、前記金属層を前記型の前記表面から剥離する工程とを包含する。
　本発明の実施形態によると、外光の反射が抑制された配線基板およびそのような配線基板を有する表示パネルが提供される。また、本発明の他の実施形態によると、反射防止表面を有する金属層の形成方法が提供される。
（ａ）は、本発明による実施形態の液晶表示パネル１００の模式的な平面図であり、（ｂ）は、液晶表示パネル１００の模式的な断面図であり、（ａ）中の１Ｂ－１Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、反射率の測定に用いた試料の模式的な構造を示す図である。 図２（ａ）～（ｄ）に示した試料の分光反射率を示すグラフである。 モスアイ構造を有するニッケル表面の分光反射率および反転されたモスアイ構造を有するニッケル表面の分光反射率を示すグラフである。 モスアイ構造を有するニッケル表面の分光反射率のグラフであり、凸部の高さ依存性を説明するためのグラフである。 （ａ）は、反転されたモスアイ構造を有するアルミニウム層の分光反射率のグラフであり、（ｂ）は、測定に用いた試料の模式的な構造を示す図である。 （ａ）は、平坦な表面を有するアルミニウム層の分光反射率および反転されたモスアイ構造を有するアルミニウム層の分光反射率を示すグラフであり、（ｂ）は、測定に用いた試料の模式的な構造を示す図である。 モスアイ構造を有するアルミニウム表面の分光反射率のグラフであり、凸部の高さ依存性を説明するためのグラフである。 モスアイ構造を有する銅表面の分光反射率のグラフであり、凸部の高さ依存性を説明するためのグラフである。 （ａ）～（ｄ）は、モスアイタイプ反射防止構造を有する金属層を形成する方法を説明するための模式図である。 従来の液晶表示パネルの光学像を示す図であり、２つのカラー表示画素を示している。
　以下、図面を参照して、本発明による実施形態の配線基板および表示パネルの構造と機能とを説明する。以下では、配線基板として、液晶表示パネルのＴＦＴ基板を例示するが、本発明は例示する実施形態に限られず、種々の表示パネルおよびその配線基板に適用される。
　図１（ａ）に、本発明による実施形態の液晶表示パネル１００の模式的な平面図を示し、図１（ｂ）に、液晶表示パネル１００の模式的な断面図を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ－１Ｂ’線に沿った断面図である。図１（ａ）は、液晶表示パネル１００が有するＴＦＴ基板１００ａの１つの画素に対応する領域の平面構造を示している。
　ＴＦＴ基板１００ａは、基板（例えばガラス基板）１１と、基板１１上に形成されたＴＦＴと、画素電極ＰＥと、ソースバスラインＳＢと、ゲートバスラインＧＢと、ＣＳバスライン（補助容量配線）ＣＳＢとを有している。ＴＦＴのソース電極ＳはソースバスラインＳＢに接続されており、ドレイン電極Ｄは画素電極ＰＥに接続されている。半導体層ＳＣは、ゲートバスラインＧＢ上に形成されており、ＴＦＴのゲート電極はゲートバスラインＧＢが兼ねている。
　液晶表示パネル１００は、ＴＦＴ基板１００ａと、ＴＦＴ基板１００ａの観察者側に配置された対向基板１００ｂと、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間に設けられた表示媒体層としての液晶層３２とを有する。対向基板１００ｂは、基板（例えばガラス基板）２１と、基板２１の液晶層３２側に形成された対向電極ＣＥを有し、ＴＦＴ基板１００ａの画素電極ＰＥと、対向電極ＣＥと、これらの間の液晶層３２が画素を構成する。ドレイン延長配線ＤＥはドレイン電極Ｄと一体に形成されている。ドレイン延長配線ＤＥの端部は、不図示の絶縁層（例えばゲート絶縁層）を間に介して、ＣＳバスラインＣＳＢと重なり、補助容量ＣＳを形成している。また、補助容量ＣＳ上のコンタクトホールＣにおいて、ドレイン延長配線ＤＥと画素電極ＰＥとが接続されている。ゲートバスラインＧＢ、ソースバスラインＳＢ、ドレイン延長配線ＤＥおよびＣＳバスラインＣＳＢは、金属配線である。なお、ドレイン延長配線ＤＥや補助容量ＣＳおよびＣＳバスラインＣＳＢは省略され得る。ＴＦＴ基板１００ａを備える液晶表示パネル１００の構造はよく知られているので、詳細な説明は省略する。ＴＦＴ基板１００ａおよび液晶表示パネル１００は、種々に改変され得る。
　ＴＦＴ基板１００ａは、図１（ｂ）に示すように、金属配線の少なくとも一部が表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造（これらを総称してモスアイタイプ反射防止構造１２Ｍという）を有する。図１（ｂ）には、ＣＳバスラインＣＳＢの一部が表面にモスアイタイプ反射防止構造１２Ｍを有している例を示しているが、ゲートバスラインＧＢ、ソースバスラインＳＢおよびドレイン延長配線ＤＥのいずれかの一部または全部が表面にモスアイタイプ反射防止構造１２Ｍを有してもよい。
　特許文献２に記載されているように、モスアイ構造を有する反射防止膜は、ポーラスアルミナ層を型として用いて形成することができる。ポーラスアルミナ層を用いると、高い製造効率を得ることができる。特に、ロールの外周面にポーラスアルミナ層を形成した型を用いると、ロール・ツー・ロール法で、連続的に反射防止膜を形成できるという利点が得られる。特許文献２の開示内容の全てを参考のために本明細書に援用する。
　モスアイ構造を有する反射防止膜の製造に用いられるポーラスアルミナ層の微細な凹部（細孔）の断面形状は概ね円錐状または釣鐘状であることが好ましく、微細な凹部は階段状の側面を有してもよい。ポーラスアルミナ層の法線方向から見たときの微細な凹部の二次元的な大きさ（開口部径：Ｄp）が１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満で、深さ（Ｄdepth）は１０ｎｍ以上３０００ｎｍ（３μｍ）未満程度であることが好ましい。また、微細な凹部の底部は尖っている（最底部は点になっている）ことが好ましい。さらに、微細な凹部は密に充填されていることが好ましく、ポーラスアルミナ層の法線方向から見たときの微細な凹部の形状を円と仮定すると、隣接する円は互いに重なり合い、隣接する微細な凹部の間に鞍部が形成されることが好ましい。なお、略円錐状の微細な凹部が鞍部を形成するように隣接しているときは、微細な凹部の二次元的な大きさＤpは平均隣接間距離Ｄintと等しいとする。したがって、反射防止膜を製造するためのモスアイ用型のポーラスアルミナ層は、Ｄp＝Ｄintが１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満で、Ｄdepthが１０ｎｍ以上３０００ｎｍ（３μｍ）未満程度の微細な凹部が密に不規則に配列した構造を有していることが好ましい。
　本発明による実施形態のＴＦＴ基板１００ａのＣＳバスラインＣＳＢの少なくとも一部が表面に有するモスアイタイプ反射防止構造１２Ｍは、モスアイ構造であることが好ましいが、後述するように、反転されたモスアイ構造であってもよい。以下の説明において、モスアイ構造をＭｍで表し、反転されたモスアイ構造をＭｆで表すことがある。
　ここで、図１１を参照して、従来の液晶表示パネルにおける内部反射の問題を説明する。
　図１１は、本出願人が市販した５２型液晶表示パネルの光学像を示す図であり、２つのカラー表示画素を示している。１つのカラー表示画素は、４つの画素（原色画素）を含んでいる。原色画素はストライプ状に配列されている。図１１中の黒く見える部分は、遮光材料で形成されている部分であり、ＴＦＴ基板上の金属配線または金属電極と、対向基板１００ｂに形成されている遮光層（ブラックマトリクス）とを含んでいる。遮光層は、例えば、画素の境界領域や、金属配線の一部と重なるように形成されている。金属配線と重なるように形成されている、遮光層の部分は、金属配線よりも幅が広い。このように、対向基板１００ｂに遮光層を設けると、画素開口率（表示に寄与する光を透過する部分の面積の比率）が低下する。なお、図１１に示した液晶表示パネルの金属配線は銅（Ｃｕ）配線である。
　本発明の実施形態のＴＦＴ基板１００ａは、金属配線の表面にモスアイタイプ反射防止構造１２Ｍを有するので、少なくとも反射防止構造１２Ｍが形成された部分と重なる遮光層（ブラックマトリクス）を形成する必要が無い。したがって、本実施形態のＴＦＴ基板１００ａを用いると、液晶表示パネル１００の内部反射が抑制されるとともに、画素開口率を増大させることができる。
　なお、ＴＦＴ基板１００ａが有する全ての金属配線の表面に反射防止構造１２Ｍを形成する必要はない。例えば、ソースバスラインＳＢの表面だけに反射防止構造１２Ｍを設け、ソースバスラインＳＢに対向する領域に設けられていた遮光層だけを省略してもよい。図１１に示した液晶表示パネルにおいても見られるように、ソースバスラインＳＢに対向する領域に設けられる遮光層（画素間に配置され、垂直方向に延びる遮光層）の面積は比較的大きいので、この遮光層を省略することによる画素開口率の増大効果は比較的大きい。なお、遮光層は、よく知られているように、例えば、着色感光性樹脂層を用いてカラーフィルタ層を形成するプロセスにおいて、黒色感光性樹脂層を用いて形成される。もちろん、遮光層を金属層で形成しても良い。さらに、特許文献３に記載されている技術を用いて遮光層を形成してもよい。参考のために、特許文献３の開示内容の全てを本明細書に援用する。
　以下に、実験例およびシミュレーション結果を示して、モスアイタイプ反射防止構造１２Ｍの構造と反射率との関係を説明する。
　図２（ａ）～（ｄ）に、反射率の測定に用いた試料の模式的な構造を示す。図２（ａ）に示す試料は、ガラス基板１Ｇ上に平坦な表面を有する金（Ａｕ）層３Ｆａ（厚さ：５０ｎｍ）が形成されている。図２（ｂ）に示す試料は、ガラス基板１Ｇ上にポーラスアルミナ層からなる反転されたモスアイ構造２Ｍｆａを有し、反転されたモスアイ構造２Ｍｆａ上に金（Ａｕ）層３Ｍｆａ（厚さ：５０ｎｍ）を有する。金層３Ｍｆａは反転されたモスアイ構造を有する。図２（ｃ）に示す試料は、平坦な表面を有するニッケル（Ｎｉ）の平板３Ｆｂである。図２（ｄ）に示す試料は、ニッケル基板３Ｆｂ上にモスアイ構造を有する表面３Ｍｍａが形成されている。モスアイ構造を有するニッケル表面３Ｍｍａは、ポーラスアルミナ層の型を用いて電鋳によって形成することができる（例えば、特許文献２参照）。ここで用いたモスアイ用型のＤp＝Ｄintが約２００ｎｍで、Ｄdepthが約２００ｎｍで、凹部の断面形状はほぼ円錐状であった。
　図３は、図２（ａ）～（ｄ）に示した試料の分光反射率を示すグラフであり、分光測色計（コニカミノルタ社製ＣＭ－２６００ｄ）を用いて測定した正面反射率を示している。図３中の曲線２ａ～２ｄは、それぞれ図２（ａ）～（ｄ）に示した試料の分光反射率を示す。
　図３の曲線２ａと曲線２ｂとの比較、および曲線２ｃと曲線２ｄとの比較から分かるように、平坦な金属表面からの反射率は高いが、モスアイタイプ反射防止構造を表面に形成することによって、反射率を大幅に低下させることができる。
　次に、図４を参照して、モスアイ構造と、反転されたモスアイ構造との反射率に対する影響を説明する。図４中の曲線２ｄｍは、モスアイ構造を有するニッケル表面（図２（ｄ）のニッケル表面３Ｍｍａと同じ）の分光反射率を示し、曲線２ｄｆは、反転されたモスアイ構造を有するニッケル表面の分光反射率を示す。反転されたモスアイ構造を有するニッケル表面は、モスアイ構造を有する反射防止膜を用いて電鋳によって作製した。
　曲線２ｄｆと曲線２ｄｍとを比較すると明らかなように、モスアイ構造を有するニッケル表面（曲線２ｄｍ）の方が、反射防止効果に優れている。しかしながら、曲線２ｄｆと図３に示した曲線２ｃとを比較すると明らかなように、平坦なニッケル表面（曲線２ｃ）に比べると反転されたモスアイ構造を有するニッケル表面（曲線２ｄｆ）でも反射防止効果を有していることが分かる。なお、平坦なニッケル表面を目視で観察すると、銅に似た金属光沢を有するが、反転されたモスアイ構造を有するニッケル表面は黒っぽく見え、金属光沢もない。
　次に、図５を参照して、モスアイ構造を有するニッケル表面の分光反射率の、凸部の高さ（モスアイ用型の凹部の深さＤdepthに対応する）依存性を説明する。図５には、参考のために、平坦なニッケル表面の反射率を曲線４ａで示している。曲線４ｂは高さが３００ｎｍ、曲線４ｃは高さが９００ｎｍ、曲線４ｄは高さが３０００ｎｍの凸部を有するモスアイ構造についてのシミュレーション結果を示している。
　モスアイ構造の屈折率（実効屈折率）は、空気側から基材側（例えばニッケル基材）へ向かって屈折率が増大する複数の層を有する積層体の屈折率と等価であると考えることができる。すなわち、モスアイ構造の屈折率は、空気側から基材側へと段階的に増大する。例示する計算では、層数を３０とし、各層の厚さは等しいとした。反射率の計算は、実効屈折率媒体理論（例えば、鶴田匡夫著、応用光学（培風館）第４章）によった。
　図５の結果から分かるように、モスアイ構造を構成する凸部の高さが３００ｎｍであっても反射防止効果が得られるが、凸部の高さが高いほど反射防止効果が高まる。
　次に、図６（ａ）および（ｂ）を参照して、反転されたモスアイ構造を有するアルミニウム層の分光反射率（入射光Ｌ１、反射光Ｌ２）のアルミニウム層の厚さに対する依存性を説明する。実験に用いた試料は、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板１Ｇ上に形成したアルミニウム層１Ａから得られたポーラスアルミナ層２Ｍｆｂ上に、アルミニウム層３Ｍｆｂを堆積することによって得た。なお、簡単のために、ポーラスアルミナ層２Ｍｆｂは、バリア層を含むものとして図示している。
　図６（ａ）の曲線６ａ、６ｂおよび６ｃは、それぞれアルミニウム層３Ｍｆｂの厚さが１０ｎｍ、１５０ｎｍおよび５０ｎｍの場合の結果を示している。アルミニウム層３Ｍｆｂの厚さが１０ｎｍ以下であると、アルミニウム層３Ｍｆｂを透過した光が下地のアルミニウム層１Ａから反射されるので、反射率が高くなる。一方、アルミニウム層３Ｍｆｂの厚さが１５０ｎｍ以上になると、モスアイ構造の凸部間に堆積したアルミニウムによって、モスアイ構造が崩れ、その結果、反射率が高くなる。金属配線の形成方法にも依存するが、金属層の厚さは、１０ｎｍ超１５０ｎｍ未満が好ましく、概ね５０ｎｍが好ましいといえる。
　次に、図７（ａ）および（ｂ）を参照する。ここでは、図７（ｂ）に示すように、ガラス基板１Ｇ上に形成されたモスアイ構造を有する反射防止フィルム２Ｍｍの上に、厚さが約１μｍのアルミニウム層を形成し、両側から分光反射率を測定した。反射防止フィルム２Ｍｍは、ＴＡＣフィルム上に、光硬化性樹脂を用いてモスアイ構造を有する反射防止層を形成したものである。
　図７（ｂ）中の上側の平坦な表面３Ｆｃの分光反射率（入射光Ｌ１、反射光Ｌ３）は、図７（ａ）の曲線７ａで示すように、測定波長域の全範囲において８０％超と非常に高い。これに対し、図７（ｂ）中の下側の反転されたモスアイ構造を有する界面３Ｍｆｃの分光反射率（入射光Ｌ１、反射光Ｌ４）は、曲線７ｂで示すように、測定波長域の全範囲において２０％以下であり、優れた反射防止効果を有していることがわかる。なお、曲線７ｂで示す反射率は、ガラス基板１Ｇの表面の反射率（約４％）を含んでいるので、反転されたモスアイ構造を有する界面３Ｍｆｃからの反射率はさらに低い。
　次に、図８を参照して、モスアイ構造を有するアルミニウム表面の分光反射率の、凸部の高さ（モスアイ用型の凹部の深さＤdepthに対応する）依存性を説明する。図８には、参考のために、平坦なアルミニウム表面の反射率を曲線８ａで示している。曲線８ｂは高さが３００ｎｍ、曲線８ｃは高さが９００ｎｍ、曲線８ｄは高さが３０００ｎｍの凸部を有するモスアイ構造についてのシミュレーション結果を示している。
　図８の結果から分かるように、アルミニウム表面についても、モスアイ構造を構成する凸部の高さが３００ｎｍであっても反射防止効果が得られるが、凸部の高さが高いほど反射防止効果が高まる。
　次に、図９を参照して、モスアイ構造を有する銅表面の分光反射率の、凸部の高さ（モスアイ用型の凹部の深さＤdepthに対応する）依存性を説明する。図９には、参考のために、平坦な銅表面の反射率を曲線９ａで示している。曲線９ｂは高さが３００ｎｍ、曲線９ｃは高さが９００ｎｍ、曲線９ｄは高さが３０００ｎｍの凸部を有するモスアイ構造についてのシミュレーション結果を示している。
　図９の結果から分かるように、銅表面についても、モスアイ構造を構成する凸部の高さが３００ｎｍであっても反射防止効果が得られるが、凸部の高さが高いほど反射防止効果が高まる。
　光硬化性樹脂を用いたモスアイ構造を有する反射防止膜については、高さが３００ｎｍ程度あれば、可視光の全ての波長域に亘って反射率を１％以下に低減できるが、金属表面の場合には、凸部の高さは３００ｎｍ超であることが好ましく、９００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
　表面にモスアイタイプ反射防止構造（モスアイ構造または反転されたモスアイ構造）を有する金属層は、例えば、以下のようにして形成することができる。
　図１０は、モスアイタイプ反射防止構造を有する金属層を形成する方法を説明するための模式図である。以下では、モスアイ構造を有する金属層を形成する方法を例示するが、反転されたモスアイ構造を有する金属層も、型を変更するだけで同様の方法で形成することができる。
　まず、図１０（ａ）に示すように、反転されたモスアイ構造を有する型（モスアイ用型）を用意する。例えば、特許文献２に記載されている方法で、ガラス基板１Ｇ上にポーラスアルミナ層で形成されたモスアイ用型２Ｍｆを形成する。このとき、凹部の深さＤdepthは３００ｎｍ超とすることが好ましい。
　次に、図１０（ｂ）に示すように、モスアイ用型２Ｍｆの表面に、金属層３Ｍを堆積する。金属層３Ｍは、気相で成膜してもよいし、金属を溶解した液中で形成してもよい。
　続いて、図１０（ｃ）に示すように、基板１１を、例えば、接着剤を用いて、金属層３Ｍに貼り付ける。
　その後、図１０（ｄ）に示すように、金属層３Ｍをモスアイ用型２Ｍｆから剥離することによって、モスアイ構造を表面に有する金属層３Ｍｍが得られる。
　もちろん、最初に用意する反転されたモスアイ構造を有する型は、ロール状の型であってもよいし、型の基材はガラス基板に限られず、種々の材料の基材を用いることができる。
　ここでは、配線基板の金属配線および／または金属電極の表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造を形成する方法を説明したが、本発明はこれに限られず、反射防止表面を有する金属層の形成方法に広く適用され得る。反射防止表面を有する金属層は、例えば、建材等の表面に形成され得る。すなわち、上記の方法において、基板１１に代えて、種々の基材を用いることによって、種々の基材の表面にモスアイタイプ反射防止表面を有する金属層を形成することができる。
　本発明は、配線基板およびそれを備える表示パネルに広く適用できる。また、本発明は、種々の反射防止表面を有する金属層の形成に用いられる。
　１１、２１　　　基板
　１２Ｍ　　モスアイタイプ反射防止構造
　１００　　液晶表示パネル
　１００ａ　ＴＦＴ基板
　１００ｂ　対向基板
　Ｃ　　　　コンタクトホール
　ＣＥ　　　対向電極
　ＣＳ　　　補助容量
　ＣＳＢ　　補助容量バスライン
　Ｄ　　　　ドレイン電極
　ＤＥ　　　ドレイン延長配線
　ＧＢ　　　ゲートバスライン
　ＳＢ　　　ソースバスライン
　Ｍｍ　　　モスアイ構造
　Ｍｆ　　　反転されたモスアイ構造

Claims (3)

  1. 　基板と、前記基板上に形成された複数の金属配線とを有し、
    　前記複数の金属配線の少なくとも一部は、表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造を有する、配線基板。
  2. 　配線基板と、前記配線基板の観察者側に配置される対向基板と、前記配線基板と前記対向基板との間に設けられた表示媒体層とを有する表示パネルであって、
    　前記配線基板は、基板と、前記基板の前記対向基板側に設けられた複数の金属配線を有し、前記複数の金属配線の少なくとも一部は、表面にモスアイ構造または反転されたモスアイ構造を有する、表示パネル。
  3. 　前記対向基板は遮光層を有し、前記遮光層は、前記複数の金属配線の前記少なくとも一部と重ならないように配置されている、請求項２に記載の表示パネル。
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