JP4019746B2

JP4019746B2 - 反射体およびその製造方法

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Publication number: JP4019746B2
Application number: JP2002058058A
Authority: JP
Inventors: 大介内川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003255108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルやＡＶディスプレイ等に用いる反射体およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機、ＰＤＡ、屋外の大型ディスプレイなど表示装置の需要は拡大している。そのなかでも、省電力で画像を表示できる、反射型の液晶ディスプレイ（表示装置）が注目されている。この反射型の液晶ディスプレイは、裏面に反射体を配置したり、電極を反射体として用いることにより、入射した光を液晶層の方向に反射させ、所望の画像を表示するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
明るい画像を表示するためには、反射率の高い反射体が要望されており、特に、表示のカラー化が進む中で、さらに明るいものが要求されている。光の利用効率を向上させるために、反射光を特定の方向に、例えばユーザの方向に集めることが重要であり、そのために、反射面の形状（反射形状）に工夫を凝らしている。例えば、反射形状として指向性のある、１つの凹面または凸面を最小単位とした形状を採用し、この反射形状、さらには反射形状に相似する形状の集合体（反射形状群）を反射面の全体に配置している。そして、そのような反射形状をさらに最適化することにより、光の利用効率を向上することができる。さらには、視野角を広げたり、視野角を狭めたりといった特性も得ることができる。
【０００４】
複数の反射形状を備えた反射体を作成（製造）する場合、反射体の全面を対象として反射形状を適当に配置することが可能である。すなわち、反射体の全面を１つの面として、そこに配置される反射形状の空間分布データを作成する。反射形状が規則的に配置されると、それによる回折光により反射光にむらができ、表示される画像の質が劣化する。したがって、反射形状は、規則性がなくランダムに配置することが望ましい。反射体の全面を対象として反射形状をランダムに配置することにより、規則性の少ない反射面を作成することが可能である。その一方で、反射面全体を対象に反射形状を配置するので、取り扱うデータ量は膨大となる。特に、画面のサイズが大きく、あるいは反射形状のサイズが小さくなると、取り扱うデータ量は増大し、１つの反射面の空間分布データを作成するために膨大な時間が必要となる。
【０００５】
これに対し、反射面を、ある単位領域（面積）を占める単位セルに分割し、その単位セルの単位で、反射形状をランダムに配置し、その単位セルで反射面を覆うことによっても反射体の表面（反射面）に反射形状をほぼランダムに配置できる。この方法であると、反射形状を配置する対象の面積が限られるので、空間分布データを作成する際のデータ量は非常に小さくできる。その反面、単位セルの境界において、反射形状が不連続となり、その部分においては光の利用効率が低下する。
【０００６】
反射形状が単位セルの境界を跨いであるいは食み出して配置されないように単位セル毎の空間分布データを求めることも可能である。図１１に、その一例を示してある。反射体の反射面２１は単位セル９０を隣接して配置することにより形成され、あるいは覆われており、各々の単位セル９０の枠９１の内部に反射形状２８がランダムに配置されている。したがって、単位セル９０の枠９１の内部の反射形状２８の配置を決定する空間分布データφを形成することにより、反射面２１にほぼランダムに反射体２８を配置することができる。そして、破線で示す枠９１を跨いで反射形状２８を配置しないことにより、反射形状２８が不連続になることを防止でき、反射形状２８の性能が喪失されないようにすることができる。
【０００７】
図１２に、空間分布データφを作成する一例をフローチャートにより示してある。このプロセスでは、図１３に示すように、単位セル９０の枠９１として、Ｘ方向のサイズがＬ（原点からの位置がＸＭＡＸ）、Ｙ方向のサイズがＬ（原点からの位置がＹＭＡＸ）の方形を設定し、その内部に半径ｃの円形２３の反射形状２８を配置している。先ず、ステップ１５１で、単位セル９０の枠９１の内側となるＸ座標、すなわち、（０〜ＸＭＡＸ−１）の範囲で、反射形状２８となる円２３の中心ｐのｘ座標をランダムに発生する。次いで、ステップ１５２で円２３の全体がセル９０の枠９１の内側に入るか否かを確認する。このため、円２３のｘの座標が、枠９１のＸ座標の一方の端である原点（０，０）から半径ｃより大きく、他方の端である（ＸＭＡＸ−１）から半径ｃより小さい範囲、すなわち、Ｌ−２ｃの範囲のものを選択する。この範囲に入らない場合は、反射形状２８が枠９１の内部に収まらないので、ステップ１５１に戻り、新たな座標を発生させる。
【０００８】
Ｘ座標の確認ができると、同様に、ステップ１５３で、枠９１の内側となるＹ座標、すなわち、（０〜ＹＭＡＸ−１）の範囲で、円２３の中心ｐのｙ座標を乱数で発生する。次に、ステップ１５４で、枠９１のＹ座標の一方の端である原点（０，０）から半径ｃより大きく、他方の端である（ＹＭＡＸ−１）から半径ｃ、すなわち、Ｌ−２ｃより小さい範囲のものを選択する。
【０００９】
このようにして、発生させた（ｘ，ｙ）の座標が、それを中心として円２３を描いたときに円２３が枠９１に入るか否かを確認できる。そして、枠９１の内部に円２３が入る場合は、さらに、ステップ１５５で、円２３が既存の円、すなわち、すでに反射形状２８として空間分布データφに含まれた円２３と重ならないことを確認する。重ならない場合は、さらに、ステップ１５６で、円２３の内部の形状を示す、反射形状２８の深さデータ（ｚ座標）を入れて、１つの反射形状２８のデータとして単位セル９０の空間分布データφに加える。
【００１０】
ステップ１５７で、これらの工程を所定の数だけ繰り返して反射形状２８が枠９１の内部に所定の密度でほぼ配置されると、単位セル９０の空間分布データφが完成する。このようにして得られた、単位セル９０毎の空間分布データφを反射面２１に割り付けることにより、１つの反射体の全面に反射形状を配置することができる。
【００１１】
このように作成された反射体の面２１は、反射形状２８が不連続にならないので、その点では光の利用効率は高い。しかしながら、枠９１の周辺に中心を持つ反射形状２８がないので、枠９１に沿った空間Ｓにおける反射形状２８の充填率は小さく、その部分では所望の方向に光を反射させることができない。したがって、反射形状２８の全体の配置密度（充填率）は下がってしまい、その点では光の利用効率が低下する。それに加えて、枠９１の周辺では、所望の方向に反射あるいは配光される光量が枠９１の中心部に比べると減るので、暗い領域となり、それが例えば格子状にユーザの目に認識される可能性がある。したがって、単位セル９０を繰り返し用いて全体の反射形状を配置したのでは、表示品質が低下する可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明では、単位セルを用いた空間分布データの計算量を低減できる方法で、さらに、光の利用効率が高く、明暗のパターンが発生することのない反射体を提供することを目的としている。そして、カラー画像を表示するのに適した、さらに明るく鮮明な画像を表示することができる表示装置を提供することも本発明の目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、単位セルの枠内に反射形状を配置する際に、枠内に収まる反射形状（第１の反射形状群）と、枠から食み出す反射形状（第２の反射形状群）とに分けてデータを作成し、枠から食み出す反射形状については、隣接配置される他の単位セルの第２の反射形状群と組み合わせることにより、連続して１つの反射形状になるようにしている。これにより、枠の境界部分の反射形状が損なわれることなく、反射形状の充填度も向上することができる。
【００１４】
すなわち、本発明の反射体は、凹状または凸状の複数の反射形状が枠の内側に配置された単位セルを有し、複数の単位セルが隣接して配置されている反射体であって、単位セルは、反射形状が全て枠の内側に入る第１の反射形状群と、反射形状の一部が枠から食み出す第２の反射形状群とを備えており、第２の反射形状群の反射形状は、隣接して配置された他の単位セルの第２の反射形状群の反射形状に連続して繋がるように配置されていることを特徴としている。
【００１５】
この反射体であれば、単位セルを隣接配置して反射面を多くすることにより、反射形状を反射面全体に、単位セル同士の境界も含めて高密度で配置することが可能となり、さらに、個々の反射形状も維持できる。したがって、反射体全体の光の利用効率が高くなり、反射むらが生じるのも防止できる。このため、本発明の反射体と、この反射体が裏面に配置される液晶パネルなどの表示体とを組み合わせて表示装置を構成することにより、明るく鮮明な画像を表示できる表示装置を提供できる。また、単位セルという限られた面積で反射形状を配置する空間分布データを生成すればよいので、短時間に低コストで光の利用効率の高い本発明の反射体を製造することができる。
【００１６】
さらに、空間分布データの量を削減し、発生された理想的な反射形状が残るようにするには、第１および第２の反射形状群の各反射形状は互いに重ならずに配置することが望ましい。
【００１７】
本発明の反射体は、枠を備えた単位セルの内側に、反射形状の全体が枠の内側に入るように第１の反射形状群を配置する第１の工程と、反射形状の一部が枠から食み出すように第２の反射形状群を配置し、この第２の反射形状群の反射形状と、隣接して配置される他の単位セルの第２の反射形状群の反射形状とが連続して繋がるようにする第２の工程と、複数の単位セルを並べてこの反射体を覆う第３の工程とを有する製造方法により製造できる。
【００１８】
このような反射形状を備えた単位セルの空間分布データは、反射形状の全体が枠の内側に入るように第１の反射形状群を配置する第１の工程と、反射形状の一部が枠から食み出すように第２の反射形状群を配置し、この第２の反射形状群の反射形状と、隣接して配置される他の単位セルの第２の反射形状群の反射形状とが連続して繋がるようにする第２の工程とを実行する命令を有するプログラムにより作成できる。
【００１９】
例えば、上記の本発明のプログラムにおいて、単位セルの枠は一辺の長さがＬの方形で、反射形状は開口が半径Ｃの円とする。その際に、第１の工程では、枠の内部にこの枠と同心の一辺の長さがＬ−２Ｃの第１の仮想枠を設定し、その第１の仮想枠の内部に反射形状の中心が入るものを第１の反射形状群の反射形状として配置する。そして、第２の工程では、枠の外にこの枠と同心の一辺の長さがＬ＋２Ｃの第２の仮想枠を設定し、第１の仮想枠と枠との間に反射形状の中心が入るものを第２の反射形状群の反射形状とし、第１の仮想枠と第２の仮想枠との間の共役な位置に反射形状を配置する。このような処理を繰り返し行い、枠内に反射形状が十分に充填され、単位セルのデータが生成できる。
【００２０】
この製造方法あるいはプログラムにおいても、第１の反射形状群の反射形状は、他の単位セルから独立しているので、反射形状をランダムに配置することは容易であり、これにより可干渉性の配置を防止し、それによるモアレを防ぐことができ、表示品質の高い反射体を提供できる。
【００２１】
したがって、単位セルの第１の反射形状群がランダムとなるので、近距離あるいは短周期の可干渉性はなくなり、同じ単位セルを並べることによっても干渉性の不具合を抑制しながら光の反射方向が整った、光の利用効率の高い反射体を提供できる。さらには、隣接する各単位セル毎に、枠から食み出る第２の反射形状群の配置は共通にしておき、第１の反射形状群の反射形状の配置を異なるようにして、長周期の可干渉性の低い反射体を提供することも可能である。また、方形の単位セルの向きを変えて配置することにより長周期の可干渉性を低減することも可能である。
【００２２】
第２の反射形状群の配置が同一の単位セルを隣接して配置するために、ある１辺から食み出した第２の反射形状群を、配置するときに共役となる他の辺、すなわち、単位セルを配置するときに対峙することになる辺を境にして連続して繋がるように割り付けることができる。単位セルが方形で、それを回転させずに配置するのであれば、単位セルを配置するときに対峙する２つの辺は、単位セルの対向あるいは対峙する２つの辺になり、それらから食み出す第２の反射形状群の反射形状を、これら２つの辺を境にして連続して繋がるように配置すれば良い。すなわち、共役な位置は線対称な位置となる。一方、１８０度回転して配置するのであれば、配置するときに対峙する辺は、同じく単位セルの対向する２つの辺となるが、共役な位置は点対称な位置となる。さらに、９０度回転して配置するのであれば、配置するときに対峙する辺は、単位セルの隣接する２つの辺となり、それらから食み出す第２の反射形状群の反射形状を、これら２つの辺を境にして連続して繋がるように配置すればよい。したがって、共役な位置は、４回軸の回転対称な位置となる。
【００２３】
さらに、枠の各辺を対称軸とする同一のパターンで第２の反射形状群を構成することも可能であり、そのような単位セルは、回転させなくても、１８０度回転させても、さらには９０度回転させても、枠の周囲に沿って連続した反射形状を形成できる。
【００２４】
単位セルの枠の形状は正方形に限らず、単位セルを配置した際に接して連続するような形状であれば良い。例えば、単位セルの枠の形状は、３角形、正方形以外の４角形、または６角形などの多角形であっても良い。さらに、単位セルの枠の形状は分割円であっても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１に、携帯電話機１に搭載された、本発明の反射体を備えた表示装置１０の構成を拡大して示してある。本例の液晶型の表示装置（ディスプレイ）１０は、表示体である液晶セル（液晶パネル）１２と、その裏面に配置された反射体２０を備えている。この反射体２０の、液晶セル（表示パネル）１２の裏面と対峙する表面２１がアルミニウムなどの反射性の素材で形成された反射面である。この反射面２１には、数μｍから数１０μｍ程度の微細な複数の反射形状２８が形成されており、それによる凹凸２９が形成されている。したがって、光源部７０等の外部からの光７１は、液晶セル１２を透過し、反射面２１の反射形状２８によりユーザの眼７７の方向に配光され、外光７１により表示パネル１２からの出射光７２による映像をユーザ７７に効率良く表示する。なお、液晶ディスプレイ（表示装置）１０は、液晶層、基板、透明電極、偏光板などの公知の構成を供えているが、それらについての説明は省略する。
【００２６】
図２に、本例の反射体２０の表面（反射面）２１を拡大して示してある。本例の反射面２１は、凹状で開口２３が円形の反射形状２８が、互いに重ならないようにランダムに配置されている。これら複数の反射形状２８は、サイズは異なっても相互に相似な形状となっている。本例の反射面２１は、破線で示した正方形状の枠４１で囲われた単位セル３１に区分けして形成されている。したがって、各々の単位セル３１を構成するように作成された空間分布データφを繋ぎ合わせることにより反射面２１の全体をカバーする加工データを作成することが可能であり、その加工データにしたがって反射面２１の凹凸２９を加工することにより反射面全体に反射形状２８が分布した反射体２０を製造している。反射面２１の凹凸２９は、例えば、加工データに沿ってレーザの強度を制御することにより形成できる。また、加工データを反映したグレーマスクを用いて加工することも可能である。反射体を加工データに基づいて直に加工しても良いし、転写型を作成して成形しても良い。
【００２７】
図３に、１つの単位セル３１を抜き出して示してある。単位セル３１は、その周辺を囲い、単位セル３１のエリアを定義する方形の枠４１で区切られており、その枠４１の内部に２種類の反射形状２８が形成されている。第１の反射形状群Ｇ１を構成する反射形状２８ａは、形状の全てが枠４１の内部に入るものである。また、第２の反射形状群Ｇ２を構成する反射形状２８ｂは、形状の一部が枠４１から食み出すものであり、区別するために図３では第２の反射形状群Ｇ２に属する反射形状２８にハッチングを施してある。
【００２８】
第１の反射形状群Ｇ１に属する反射形状２８ａは、枠４１の内側３１ａで互いに重ならないようにランダムに配置されている。一方、ハッチングを施した第２の反射形状群Ｇ２に属する反射形状２８ｂは、単位セル３１の枠４１の内部では所定の反射形状２８としての形状を構成しないが、複数の単位セル３１が隣接して配置されたときに連続して繋がり、所定の反射形状２８を構成するように配置されている。
【００２９】
図２に示した反射体２０では、複数の単位セル３１が回転しないで隣接配置されている。このため、本例の単位セル３１では、正方形状の枠４１を構成する４辺４１ａ〜４１ｄのうち、対峙する辺４１ａと４１ｃ、辺４１ｂと４１ｄが単位セル３１を隣接して配置するときに重なる辺、すなわち、共役な辺となる。したがって、反射形状２８のうち、辺４１ａを食み出した形状が辺４１ｃに沿った第２の反射形状群Ｇ２の反射形状２８ｂとして配置され、食み出さなかった形状が辺４１ａに沿った第２の反射形状群Ｇ２の反射形状２８ｂとして配置されている。同様に、反射形状２８のうち、辺４１ｂを食み出した形状が辺４１ｄに沿った第２の反射形状群Ｇ２の反射形状２８ｂとして配置され、食み出さなかった形状が辺４１ｂに沿った第２の反射形状群Ｇ２の反射形状２８ｂとして配置されている。
【００３０】
また、コーナ４５にかかる反射形状２８においては、辺４１ａ〜４１ｄを食み出した部分は上記と同様に処理され、さらに、残りの部分については、対角線上のコーナ４５に配置され、第２の反射形状群Ｇ２の反射形状２８ｂを構成している。すなわち、４つのコーナ４５に分散された反射形状２８ｂを集めることにより合成され１つの反射形状が形成されるようになっている。
【００３１】
したがって、単位セル３１を２次元方向に並べると、枠４１の内部はもちろん、枠４１の境界となる領域にも、境界を挟んで所定の形状の反射形状２８が配置された反射体２０を製造することができる。このため、単位セル３１を用いて反射形状２８の分布密度が高く均一な反射体２０を提供することが可能となる。したがって、反射形状２８を反射面２１に分布させるために計算する配置あるいは表面形状を示す空間分布データφを形成する量は、単位セル３１の範囲で済み、その一方で、単位セル３１の境界にも反射形状２８が配置された、光の利用効率が高くシームレスな反射面２１を備えた反射体２０を提供できる。このため、この反射面２１を備えた反射体２０を表示装置１０に採用することにより、単位セル３１の枠４１に起因する格子模様が表れたりすることのない、光の利用効率の高い、明るい画像を表示可能な表示装置１０を提供できる。
【００３２】
図４に、本例の単位セル３１に反射形状２８を配置するプロセスをフローチャートにより示してある。簡単のため、一辺の長さがＬの枠４１の内部に図１２で説明したのと同様に半径ｃの円形２３の反射形状２８を配置する例を説明する。長さＬのＸ座標をＸＭＡＸ、Ｙ座標をＹＭＡＸとすると、まず、ステップ５１で、図１２で説明したように、Ｘ座標が０からＸＭＡＸ−１、Ｙ座標が０からＹＭＡＸ−１の範囲で円の中心座標を乱数で発生する。そして、図５に示すように、中心座標に半径ｃの円２３を配置したときに、枠４１の内部に全ての円２３が収まる中心座標の範囲、すなわち、一辺の長さがＬ−２ｃの方形の第１の仮想枠４２の範囲に中心座標が収まるものは、そのまま反射形状となる円２３を配置する。これらの円２３で形成される反射形状２８ａが第１の反射形状群Ｇ１を構成する。一方、第１の仮想枠４２に中心座標が収まらないものは、その中心座標を中心に円２３を配置すると共に、それと共役な位置、たとえば、長さＬだけＸ方向および／またはＹ方向に移動した位置となる、一辺の長さがＬ＋２ｃの第２の仮想枠４３の内部にも中心座標を設定し、その中心座標を中心として円２３を配置する。これらの円２３の内、枠４１の内部に収まる反射形状２８ｂが第２の反射形状群Ｇ２を構成する。なお、図５では、共役な位置における中心座標を求めたときに座標が負にならないように、Ｘ−Ｙ座標に対して原点を２ｃずつ負の方向に移動したＸ´−Ｙ´座標に設定し、Ｘ−Ｙ座標で求められた中心座標（ｘ，ｙ）を、Ｘ´−Ｙ´座標の中心座標（ｘ´，ｙ´）に変換している。
【００３３】
すなわち、まず、ステップ５２において、中心座標（ｘ，ｙ）を、Ｘ´−Ｙ´座標の中心座標（ｘ´，ｙ´）に変換し、次に、ステップ５３で中心座標（ｘ，ｙ）が第１の仮想枠４２の内部に入る第１の反射形状群Ｇ１を配置し（第１の工程）、さらに、ステップ５４で、中心座標（ｘ、ｙ）が第１の仮想枠４２に入らない第２の反射形状群Ｇ２を配置する（第２の工程）。
【００３４】
図６に、ステップ５３および５４のさらに詳しい処理を示してある。まず、ステップ９１で、Ｘ座標の中心位置ｘが第１の仮想枠４２の範囲、すなわち、Ｘ座標のｃからＸＭＡＸ−１−ｃの長さＬ−２ｃの範囲に入るか否かを判断する。Ｘ座標が第１の仮想枠４２に収まる場合は、ステップ９２でＹ座標の中心位置ｙが第１の仮想枠４２の範囲、すなわち、Ｙ座標のｃからＸＭＡＸ−１−ｃの長さＬ−２ｃの範囲に入るか否かを判断する。そして、ステップ９１および９２で中心座標（ｘ，ｙ）が第１の仮想枠４２の範囲に入ると判断されると、ステップ５３で、その中心座標、実際にはＸ´−Ｙ´座標の中心座標（ｘ´，ｙ´）に円２３を配置する。
【００３５】
一方、ステップ９１でＸ座標の中心座標ｘが第１の仮想枠４２に入り、ステップ９２で、ｙ座標が第１の仮想枠４２から外れた場合は、ステップ９６で、（ｘ’，ｙ’）と、それに共役な位置で第２の仮想枠４３に中心座標（ｘ’，ｙ’＋ＹＭＡＸ）を持つ半径ｃの円２３を配置する。あるいは、ステップ９７で、（ｘ’，ｙ’）と、それに共役な位置（ｘ’，ｙ’−ＹＭＡＸ）とをそれぞれ中心座標として円２３を配置する。これらの円２３は、一部のみが枠４１の内部に収まるので第２の反射形状群Ｇ２を構成する反射形状となる。そして、中心座標（ｘ’，ｙ’）の円２３と、それにＹ方向で共役な位置の中心座標（ｘ’，ｙ’＋ＹＭＡＸ）の円２３とは、枠４１を辺４１ｂと辺４１ｄを重ねて、あるいは対峙するように配置すると連続する円となる。
【００３６】
同様に、ステップ９３または９４で、中心座標ｙが第１の仮想枠４２の範囲に入り、中心座標ｘが第１の仮想枠４２の範囲から外れた場合は、ステップ９８または１０１において、中心座標（ｘ’，ｙ’）と、それにＸ方向で共役な位置の中心座標（ｘ’±ＸＭＡＸ，ｙ’）に円２３を配置する。これらも、上記と同様に第２の反射形状群Ｇ２を構成する反射形状となる。
【００３７】
さらに、ステップ９３または９４で、中心座標ｘおよびｙが第１の仮想枠４２から外れた場合は、ステップ９９、１００、１０２および１０３に示すように、中心座標（ｘ’，ｙ’）に加え、それにＸ方向に共役な位置（ｘ’＋ＸＭＡＸ，ｙ’）と、Ｙ方向に共役な位置（ｘ’，ｙ’＋ＹＭＡＸ）と、ＸＹ方向、すなわち対角線方向に共役な位置（ｘ’＋ＸＭＡＸ，ｙ’＋ＹＭＡＸ）を中心とする円２３を配置する。これらの円２３も、第２の仮想枠４３の範囲内に中心を持つ第２の反射形状群Ｇ２に相当し、枠４１の単位セル３１を２次元方向に隣接して配置すると１つの円２３を構成する要素となる。
【００３８】
このようにして、第２の仮想枠４３の内部に中心座標をもつ円２３が配置されると、ステップ５５で、全ての円２３、すなわち、反射形状２８が重ならずに配置されていることを確認する。重なりがなければステップ５６で円２３の内部に反射形状２８の深さ（ｚ軸方向）のデータを入れて、単位セル３１を形成するための３次元データ（空間分布データ）φが作成される。そして、ステップ５７で、単位セル３１の枠４１の充填率が所定の値に達するまで、あるいは設定した回数に達するまで、ステップ５１からの処理を繰り返す。
【００３９】
このようにして、単位セル３１の空間分布データφが作成されると、ステップ５８で枠４１の内部のデータを単位セル３１の空間分布データφとして切り取り、それを反射面２１を覆うように配置することにより反射面２１を作成する空間分布データあるいは加工データを形成する（第３の工程）。この結果、反射面２１の全体に反射形状２８がシームレスに配置された反射体２０を製造できる。
【００４０】
この方法であると、反射面２１の全体にわたって反射形状２８を１つ１つ配置する必要がなく、単位セル３１の範囲内で反射形状２８の配置を決定するだけでよいので、計算にかかるデータを少なくできる。したがって、上記の各工程を実行する命令を有するプログラムにより、短時間で反射面２１の全体をカバーする空間分布データを計算できる。
【００４１】
上述した単位セル３１の作成方法では、第１の反射形状群Ｇ１と第２の反射形状群Ｇ２とを同時に配置しているが、図７に示したように、予め第２の反射形状群Ｇ２を配置しておき、第１の反射形状群Ｇ１を個々の単位セル毎に作成することも可能である。すなわち、図８に実線で示す第２の反射形状群Ｇ２を備えたパターンの単位セル３２をディフォルトあるいはベースパターンとして用意し、この第２の反射形状群Ｇ２の反射形状と重ならず、また、枠４１から食み出さないように第１の反射形状群Ｇ１を構成する反射形状を発生させることにより、シームレスな反射面２１を構成できる単位セル３２を作成することができる。
【００４２】
そのためには、図７に示すように、先ず、ステップ１１１で、第２の反射形状群Ｇ２だけを備えた状態の単位セル３２を用意する。次に、ステップ１１２で、乱数で第１の反射形状群Ｇ１を構成する反射形状２８の座標となる、円２３の中心座標（ｘ，ｙ）を発生させる。この座標（ｘ，ｙ）による円全体が枠４１の中に入るか否かを、ステップ１１３で確認する。この方法は、上述した第１の仮想枠に中心座標が入るか否かで判断できる。さらに、ステップ１１４で、第２の反射形状群Ｇ２を構成する反射形状も含め、既に配置されている反射形状（円）に重なっていないかを確認し、重なっていなければ、ステップ１１５で、円２３の内部に反射形状２８の深さデータ（ｚ座標）を入れて、単位セル３２に貼り付ける。そして、ステップ１１６で、所定の繰り返し回数に達するまで、上記のステップ１１２に戻り同様のプロセスを繰返し行い、単位セル３２の空間分布データφを作成する。
【００４３】
このように、第２の反射形状群Ｇ２が予め用意されたパターンから単位セル３２の空間分布データφを作成することにより、さらに計算時間を短縮できる。あるいは、第１の反射形状群Ｇ１の配置が異なる単位セル３２を複数用意して反射面２１を覆うことが可能となり、長周期的なランダム性を高めることができる。したがって、空間分布データφの作成負荷を抑えるメリットを活かしながら、単位セル３２を用いることに伴う背反事項である、繰り返し性とランダム性を両立できる。
【００４４】
図９に、本発明のさらに異なる例を示してある。図９（ａ）に示した単位セル３３は正方形状の枠４１を備え、各辺４１ａ〜４１ｄに沿った第２の反射形状群Ｇ２の配置が同一であり、さらに、各辺４１ａ〜４１ｄに沿った第２の反射形状群Ｇ２の配置は、各辺４１ａ〜４１ｄの中点４８について対称な配置となっている。したがって、枠４１の各辺４１ａ〜４１ｄより食み出した第２の反射形状群Ｇ２の反射形状２８ｂの配置は、線対称であると共に、点対称でもあり、さらには、９０度回転したときも対称となる４回軸の回転対称な形状となっている。一方、枠４１の内部に収まる第１の反射形状群Ｇ１の反射形状２８ａの配置はランダムになっている。
【００４５】
したがって、この単位セル３３は平行に配置しても、１８０度回転しても、さらには９０度回転してもセル同士の境界の部分をシームレスに接続することができる。図９（ｂ）に示した反射面２１の配置は単位セル３３を矢印４９で示すように、４回軸の回転対称な位置、すなわち９０度ずつ回転して配置した例である。隣接して配置されたセル同士では、第１の反射形状群Ｇ１の配置が変わるため、長期的なランダム性も向上できる。その一方で、単位セル３３は１つ用意すれば良いので、空間分布データφを計算するのは容易であり、短時間に可干渉性の非常に少ない反射面２１を作成することができる。
【００４６】
さらに、本発明にかかる単位セルの形状は上記の正方形または方形に限定されるものではない。図１０（ａ）〜（ｃ）に本発明の他の例を示してある。図１０（ａ）は、枠４６が三角形の単位セル３４を示してある。また、図１０（ｂ）は、枠４７が６角形の単位セル３５を示してある。さらに、図１０（ｃ）は、枠４８が分割円状の単位セル３６を示してある。反射体２０が多角形である場合は、隣接して繰り返し配置できる多角形の枠を備えた単位セルが望ましい。一方、反射体２０が円形であれば、多角形に限らず曲線を備えた分割円状の単位セル３６も有効である。さらには、形状やサイズの異なる枠を備えた複数種類の単位セルを組み合わせて反射体２０の面を構成することも可能である。また、全反射型の反射体に限らず、部分的にバックライトを透過する半透過型の反射体にも本発明を適用することが可能である。
【００４７】
さらに、上記では携帯電話機１に用いる表示装置１０を例に説明しているが、これに限らず、他の携帯機器や周辺機器の反射型あるいは半透過型の表示装置にも本発明を適用でき、表示品質の高い表示装置を提供できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明では、単位セルの枠内に反射形状を配置する際に、枠内に収まる反射形状（第１の反射形状群）と、枠から食み出す反射形状（第２の反射形状群）とに分けてデータを作成し、第２の反射形状群の形状については、隣接配置される他の単位セルの第２の反射形状群の形状と一体となり連続した１つの反射形状になるようにしている。したがって、本発明の単位セルをベースとし、単位セルが全面に配置された反射体の反射面は、全体に一様に反射形状を分散して形成することが可能である。このため、単位セルという限られた形状、あるいは形状を示す空間分布データを作成するだけで、光の利用効率が高く、明暗のないシームレスな反射性能を備えた反射体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射体を用いた反射型の液晶表示装置を備えた携帯電話機の概要を示す図である。
【図２】図１に示した本発明に係る単位セルを用いて反射面全体のデータ（空間分布データ）が作成された様子を示す図である。
【図３】図２に示した１つの単位セルにおける反射形状の配置を示す空間分布データの図である。
【図４】図３に示す単位セルを作成するプロセスを示すフローチャートである。
【図５】図４のプロセスを説明する図である。
【図６】図４の第１および第２の工程のさらに詳しく説明するフローチャートである。
【図７】本発明の異なる例の単位セルを作成するプロセスを示すフローチャートである。
【図８】図７のプロセスで作成した単位セルを示す図である。
【図９】本発明の単位セルのさらに異なるパターン例を示す模式図であり、図９（ａ）は１つの単位セルを示し、図９（ｂ）は単位セルを複数配置した様子を示す図である。
【図１０】本発明の単位セルのさらに異なる例を示す図である。
【図１１】単位セルを用いて反射面を形成する一例であり、枠から食み出ないように反射形状を配置した例である。
【図１２】図１１に示す単位セルを作成するプロセスを示すフローチャートである。
【図１３】図１２のプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
１携帯電話機
１０表示装置
１２液晶セル（表示体）
２０反射体、２１反射面
２３反射形状の開口
２８相似な反射形状
３１〜３６単位セル
４１単位セルの枠
４２第１の仮想枠、４３第２の仮想枠

Claims

凹状または凸状の複数の反射形状が枠の内側に配置された単位セルを有し、複数の前記単位セルが隣接して配置されている反射体であって、前記単位セルは、前記反射形状が全て前記枠の内側に入る第１の反射形状群と、前記反射形状の一部が前記枠から食み出す第２の反射形状群とを備えており、前記第２の反射形状群の反射形状は、隣接して配置された他の前記単位セルの前記第２の反射形状群の反射形状に連続して繋がるように配置されている反射体。
請求項１において、前記第１の反射形状群の反射形状は前記枠の内側にランダムに配置されている反射体。
請求項１において、前記第１の反射形状群の反射形状の配置は、隣接する前記単位セル毎に異なる反射体。
請求項１において、前記枠は、前記単位セルを配置したときに対峙する２つの辺を備えており、これら２つの辺から食み出す前記第２の反射形状群の反射形状は、これら２つの辺を境にして連続して繋がる反射体。
請求項１において、前記枠は多角形であり、前記枠の各辺から食み出した前記第２の反射形状群の反射形状により前記枠の各辺を対称軸とする同一のパターンが形成されている反射体。
請求項５において、同一の前記第１の反射形状群を備えた前記単位セルが異なる角度で配置されている反射体。
請求項１において、前記枠の形状は、多角形である反射体。
請求項１において、前記枠の形状は、正方形である反射体。
請求項１において、前記枠の形状は分割円である反射体。
請求項１において、前記第１および第２の反射形状群の各反射形状は互いに重ならずに配置されている反射体。
凹状または凸状の複数の反射形状が配置された反射体の製造方法であって、枠を備えた単位セルの内側に、前記反射形状の全体が前記枠の内側に入るように第１の反射形状群を配置する第１の工程と、前記反射形状の一部が前記枠から食み出すように第２の反射形状群を配置し、当該第２の反射形状群の反射形状と、隣接して配置される他の前記単位セルの前記第２の反射形状群の反射形状とが連続して繋がるようにする第２の工程と、複数の前記単位セルを並べて当該反射体を覆う第３の工程とを有する反射体の製造方法。
凹状または凸状の複数の反射形状が枠の内側に配置された複数の単位セルを、隣接して配置し反射体を形成するための前記単位セルを生成するプログラムであって、前記反射形状の全体が前記枠の内側に入るように第１の反射形状群を配置する第１の工程と、前記反射形状の一部が前記枠から食み出すように第２の反射形状群を配置し、当該第２の反射形状群の反射形状と、隣接して配置される他の前記単位セルの前記第２の反射形状群の反射形状とが連続して繋がるようにする第２の工程とを実行する命令を有するプログラム。
請求項１２において、前記枠は一辺の長さがＬの方形で、前記反射形状は開口が半径Ｃの円であり、前記第１の工程では、前記枠の内部に該枠と同心の一辺の長さがＬ−２Ｃの第１の仮想枠を設定し、その第１の仮想枠の内部に前記反射形状の中心が入るものを前記第１の反射形状群の反射形状として配置し、前記第２の工程では、前記枠の外に該枠と同心の一辺の長さがＬ＋２Ｃの第２の仮想枠を設定し、前記第１の仮想枠と前記枠との間に前記反射形状の中心が入るものを前記第２の反射形状群の反射形状とし、前記第１の仮想枠と前記第２の仮想枠との間の共役な位置に前記反射形状を配置するプログラム。
請求項１３において、前記共役な位置は、線対称な位置であるプログラム。
請求項１３において、前記共役な位置は、点対称な位置であるプログラム。
請求項１３において、前記共役な位置は、４回軸の回転対称な位置であるプログラム。
請求項１に記載の反射体と、この反射体が裏面に配置された表示体とを有する表示装置。