JP2003014913A - 反射体及びその製造方法、並びに液晶表示装置 - Google Patents
反射体及びその製造方法、並びに液晶表示装置Info
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Abstract
ると共に、所望の範囲の反射方向において特に反射率を
高めることのでき、しかもバックライトを用いた場合に
光を散乱させすぎない反射体を提供する。 【解決手段】 反射体表面に、低指向性反射領域と高指
向性反射領域とが混在して形成されている反射体1であ
って、低指向性反射領域が曲率半径の小さい深型凹部4
bからなり、高指向性反射領域が深型凹部4bよりも曲
率半径の大きい浅型凹部4aからなる。
Description
ライト、バックライト等を光源とする液晶表示装置に好
適に使用できる反射体とその製造方法、およびこれを用
いた液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、広範囲の
角度にわたって良好な反射率を有すると共に、所望の範
囲の反射方向において特に反射率を高めることのできる
反射体とその製造方法、およびその反射体を用いること
により、広い視野角を有すると共に、主たる視野範囲で
充分な明るさを確保できるように適度な指向性を有する
液晶表示装置に関するものである。
示部として、液晶表示装置が広く利用されている。これ
らの液晶装置には、消費電力が小さいことから外部光を
光源とする反射型液晶表示装置が広く利用されている。
また、外部光を補うために、フロントライト備える液晶
表示装置も広く用いられている。これらの液晶表示装置
は、表示面側(観察者側)から入射した外部光、又はフ
ロントライトからの光を、内部の反射体で表示面側に反
射させて、液晶層の分子配列の状態に応じて示される表
示を、利用者が目視できるようにしている。また、外部
光を補うために、バックライトを備える液晶表示装置も
広く用いられている。この場合、外部光を反射するため
の反射体としては、バックライトからの光を透過可能と
するために、半透過反射型の反射体が用いられている。
(表示面側の形状)と反射特性との関係について、従来
より種々の検討を加えてきた。たとえば、表面が平らな
鏡面状態とされた反射体を用いると、入射角度に対応す
る特定の反射角度において非常に高い反射率を示すが、
反射率の高い反射角度の範囲がきわめて狭い、すなわ
ち、視野角が狭い高指向性の反射特性となる。一方、反
射体表面に球面の一部をなす凹部や溝を多数形成した
り、ランダムな凹凸を設けたりすることにより、広範囲
の方向に良好な反射率が得られるようにする試みがなさ
れている(特願平9−203637号、特願平9−19
7576号、特願平9−194643号等)。この場
合、視野角が広い反射特性となる。
数の凹部を設けたものとして、特願平9−203637
号には、図12に示すような反射体が提案されている。
この図に示す形態の反射体51は、例えばガラス等から
なる基板52上に設けられた感光性樹脂層等からなる平
板状の樹脂基材53(反射体用基材)の表面に、その内
面が球面の一部をなす多数の凹部54が、互いに重なり
合うように連続して形成され、その上に例えばアルミニ
ウムや銀等の薄膜からなる反射膜55が蒸着または印刷
等により形成されたものである。
mの範囲でランダムに形成されるとともに、隣接する凹
部54のピッチも5ないし50μmの範囲でランダムに
配置されている。また、凹部54の内面は、各々単一の
球面の一部をなす曲面となっており、その傾斜角は、−
18ないし+18度の範囲に設定されている。
面から凹部の底部までの距離、「隣接する凹部のピッ
チ」とは平面視したときに円形となる凹部の中心間の距
離のことである。また、「傾斜角」とは、反射体(全
体)と反射体表面の特定部分とのなす角度であって、凹
部の場合には図13に示すように、凹部54の内面の任
意の箇所において0.5μm幅の微小な範囲をとったと
きに、その微小範囲内における斜面の反射体に対する角
度θのことである。角度θの正負は、反射体に立てた法
線に対して例えば図13における右側の斜面を正、左側
の斜面を負と定義する。
特性βを有している。図5は、入射角度30度におい
て、縦軸を反射率(反射強度)、横軸を反射角度とした
反射特性曲線を示すグラフである。なお、入射角度と
は、図14に示すように、反射体51に立てた法線Hと
入射光Jとがなす角度ω0である。また、反射角度と
は、上記法線Hと入射光Jとを含む平面上において、上
記法線Hと反射光Kとがなす角度ωである。図5に示す
ように、反射体51の反射特性βは、反射角度30度を
中心として、15゜≦ω≦45゜の範囲で、ある程度良
好な反射率を有しているものである。
51は、凹部の存在により比較的広範囲の角度にわたっ
てある程度良好な反射率が得られるものである。しか
し、図5に示したように、その反射特性βは、反射角度
15度および45度を左右のピークとして、反射角度3
0度の近傍においては反射率が低くなっている。したが
って、ある程度良好な反射率が得られる範囲が存在はし
ているものの、その中心部において明るさが損なわれて
いるものであった。
上計算機、腕時計等、特定の装置に組み込まれた表示装
置は、光源の方向(入射角度)と、反射光を受ける利用
者の視線との角度(反射角度)とが、ある特定の範囲内
にある条件で使用される場合が多い。したがって、使用
者の利用の便宜を考えると、広い視野角が得られるだけ
でなく、ある特定の反射方向が最も明るく、その方向を
ピークとする反射率が得られることが望まれていた。ま
た、バックライトを備える液晶表示装置の場合も、上記
視野角の広い反射体を用いると、バックライトからの光
が反射体表面で散乱しすぎて、最も利用率の高い反射角
度方向に出射する光が少なくなってしまうという問題が
あった。
されたものであって、広範囲の角度にわたって良好な反
射率を有すると共に、所望の範囲の反射方向において特
に反射率を高めることのでき、しかもフロントライトや
バックライトを用いた場合に光を散乱させすぎない反射
体、およびその反射体を用いることにより、広い視野角
を有すると共に、通常の視野範囲に対して適度な指向性
を有する反射型液晶表示装置を提供することを課題とす
る。
め、本発明に係る反射体は、反射体表面に、低指向性反
射領域と高指向性反射領域とが混在して形成されている
反射体であって、主たる反射特性ピークの半値幅が10
゜〜30゜であることを特徴とする。
適度な幅をもって存在するので、適度な指向性をもっ
て、通常の視野範囲等、特定の望む方向における反射率
を高めることができる。そのため、特定の望む方向にお
ける充分な明るさを確保することができる。なお、主た
る反射特性ピークの半値幅が10゜より小さい場合は、
指向性が強すぎて、指向方向からのわずかのずれで暗く
なってしまう。また、この半値幅が30゜より大きい場
合には、主たる反射特性ピークが低くなってしまい、特
定の望む方向における充分な明るさを確保するのが困難
となる。
表面に、低指向性反射領域と高指向性反射領域とが混在
して形成されている反射体であって、低指向性反射領域
が深型凹部からなり、高指向性反射領域が深型凹部より
も曲率半径の大きい浅型凹部からなることを特徴とす
る。本発明によれば、浅型凹部よりも曲率半径の小さい
深型凹部からなる低指向性反射領域からの反射によっ
て、充分な視野角が得られる。また、一方、深型凹部よ
りも曲率半径の大きい浅型凹部からなる高指向性領域か
らの反射によって、特定の望む方向における充分な明る
さを確保できる。
て低指向性反射領域と高指向性反射領域とを構成する反
射体において、前記低指向性反射領域と高指向性反射領
域とが、ランダムに配置されていることを特徴としても
よい。また、前記低指向性反射領域と高指向性反射領域
とが、ストライプ状に繰り返し配置されていることを特
徴としてもよい。前者のランダム配置の場合、特定の箇
所に特定の指向性の反射領域が集中しないので、反射む
らの少ない反射体とすることができる。また、後者のス
トライプ状に配置する場合は、特定の指向性の領域を線
状に続けて形成できるので、製作が容易である。また、
この場合、ストライプのピッチを充分に狭くすれば、反
射むらも、実用上無視できる程度となる。
反射体表面に、低指向性反射領域と高指向性反射領域と
が混在して形成されている反射体であって、低指向性反
射領域が反射体表面に各々離間して多数形成された凹部
からなり、高指向性反射領域が残存する略平坦部からな
ることを特徴とする。本発明によれば、凹部からなる低
指向性反射領域からの反射によって、充分な視野角が得
られると共に、平坦部からなる高指向性領域からの反射
によって、特定の望む方向における充分な明るさを確保
できる。
域の主たる指向方向が、反射体の法線方向であることを
特徴とすることができる。主たる指向方向が反射体の法
線方向となるためには、高指向性反射領域が平坦な場合
には傾斜角が0度であること、高指向性反射領域が浅型
凹部の場合には、傾斜角が0度を中心としてプラスマイ
ナスに均等に分布することを意味する。この場合、入射
角度30度において、反射角度30度に反射特性ピーク
が得られる。
らの光が透過可能な半透過型であることを特徴とするこ
とができる。ここで、反射体の裏面とは、反射体の反射
体表面と反対の面を意味する。これにより、バックライ
トを備えた液晶表示装置に使用した場合、バックライト
の光を散乱しすぎず、特定の望む方向における充分な明
るさを確保できる。
を、浅型凹部によって高指向性反射領域を構成する反射
体の製造方法は、曲率半径の異なる複数の圧子を用いて
母型基材の表面に凹部を形成し、この母型基材を用いて
反射体形成用母型とすることを特徴とすることができ
る。これにより、この反射体を、簡便に製作することが
できる。
の基板と、該一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶
層よりも背面側に設けられた反射体とを有する液晶パネ
ルを備え、前記反射体が本発明に係る反射体であること
を特徴とする。本発明の液晶表示装置は、本発明の反射
体を用いることにより、広い視野角と、適度な指向性を
備える。したがって、ノート型パソコン等の特定の装置
に組み込んだ場合に、使用者の通常の視野範囲におい
て、充分な明るさを確保できるものである。
側に、フロントライトが設けられたことを特徴とするこ
とができる。この場合、フロントライトからの光を適度
な指向性をもって、観察者側に反射することができる。
したがって、ノート型パソコン等の特定の装置に組み込
んだ場合に、使用者の通常の視野範囲において、充分な
明るさを確保できるとともに、フロントライトからの光
を有効に活用できるので省電力化も図れるものである。
の基板と、該一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶
層よりも背面側に設けられた反射体とを有する液晶パネ
ル、及び前記液晶パネルの背面側に設けられたバックラ
イトを備え、前記反射体が半透過型の本発明に係る反射
体であることを特徴とする。この場合、バックライトか
らの光が、適度に拡散しつつ、充分な指向性をもって、
観察者側に出射する。したがって、ノート型パソコン等
の特定の装置に組み込んだ場合に、使用者の通常の視野
範囲において、充分な明るさを確保できるとともに、バ
ックライトからの光を有効に活用できるので省電力化も
図れるものである。
図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に
限定されるものではない。図1は第1実施形態として、
本発明に係る反射体を示す図で、(a)は斜視図、
(b)は(a)のb−b断面図である。図1(a)に示
すように、本実施の形態の反射体1は、例えばガラス等
からなる基板2上に設けられた感光性樹脂層等からなる
平板状の樹脂基材3(反射体用基材)の表面に、その内
面が多数の凹部4が重なり合うように連続して形成さ
れ、その上に例えばアルミニウムや銀等の薄膜からなる
反射膜5が蒸着または印刷等により形成されたものであ
る。
と、曲率半径R2の深型凹部4bとからなり、図1
(b)に示すように、浅型凹部4aと深型凹部4bが混
在して形成されている。各々の半径R1とR2とは、R1
≧R2の関係にあり、かつ40μm≦R 1≦100μm、
5μm≦R2≦50μmの範囲で選択されている。浅型
凹部4aは、比較的大きい曲率半径を有しているため、
その傾斜角θ1は比較的絶対値の小さい範囲、具体的に
は、2.5゜≦θ1≦10゜および−10゜≦θ1≦−
2.5゜の範囲で変化するようになっている。このよう
に、浅型凹部4aは、比較的絶対値の小さい傾斜角を有
するため、高指向性の反射領域となっている。一方、深
型凹部4bは、比較的小さい曲率半径を有しているた
め、その傾斜角θ2は比較的絶対値の大きい範囲、具体
的には、6゜≦θ2≦20゜および−20゜≦θ2≦−6
゜の範囲で変化するようになっている。このように、浅
型凹部4aは、比較的絶対値の大きい傾斜角を有するた
め、低指向性の反射領域となっている。
mの範囲で、浅型凹部4aと深型凹部4bが混在するよ
うに、ランダムに形成されている。なぜなら、仮に隣接
する凹部4のピッチに規則性があると、光の干渉色が出
て反射光が色付いてしまうという不具合があるからであ
る。また、隣接する凹部4のピッチが5μm未満の場
合、反射体形成用母型の製作上の制約があり、加工時間
が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形
状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる
からである。また、反射体形成用母型の製作に使用し得
るダイヤモンド圧子を用いる場合の実用上の観点から、
隣接する凹部4のピッチを5ないし50μmとすること
が望ましい。
部4bの何れにおいても、0.1ないし3μmの範囲で
各凹部毎にランダムな値をとる。凹部4の深さが3μm
を超えると、後工程で凹部4を平坦化する場合に凸部の
頂上が平坦化膜で埋めきれず、所望の平坦性が得られな
くなり、0.1μmに満たないと、正反射が強くなり過
ぎるからである。
型凹部4bが低指向性反射領域となり、この領域からの
反射によって、充分な視野角が得られる。また、深型凹
部4bよりも曲率半径の大きい浅型凹部4aが高指向性
領域となり、この領域からの反射によって、特定の望む
方向における充分な明るさを確保できる。本実施形態に
よれば、浅型凹部4aと深型凹部4bとが、ランダムに
配置されているので、特定の箇所に特定の指向性の反射
領域が集中しない。そのため、反射むらの少ない反射体
とすることができる。
他の反射体を示す図で、(a)は斜視図、(b)は
(a)のb−b断面図、(c)は(a)のc−c断面図
である。本実施形態の反射体1は、第1実施形態と同様
に、例えばガラス等からなる基板2上に設けられた感光
性樹脂層等からなる平板状の樹脂基材3(反射体用基
材)の表面に、その内面が多数の凹部4が重なり合うよ
うに連続して形成され、その上に例えばアルミニウムや
銀等の薄膜からなる反射膜5が蒸着または印刷等により
形成されたものである。また、凹部4は、第1実施形態
と同様に、浅型凹部4aと深型凹部4bとからなってい
る。
浅型凹部4aと深型凹部4bとの配列が、ストライプ状
に交互に繰り返されている点である。すなわち、図2
(b)に示す浅型凹部4aが線上に続けて形成されてい
る領域と、図2(c)に示す深型凹部4bが線上に続け
て形成されている領域とが、図2(a)に示すように交
互に配列されている。
に、曲率半径の小さい深型凹部4bが低指向性反射領域
となり、この領域からの反射によって、充分な視野角が
得られる。また、深型凹部4bよりも曲率半径の大きい
浅型凹部4aが高指向性領域となり、この領域からの反
射によって、特定の望む方向における充分な明るさを確
保できる。また、特定の指向性の領域を線状に続けて形
成できるので、反射体形成用母型を製作するためのダイ
ヤモンド圧子の使い分けが容易である。そのため、第1
実施形態の反射体よりも製作が容易である。なお、この
場合、ストライプのピッチを充分に狭くすれば、反射む
らも、実用上無視できる程度となる。
他の反射体を示す図で、(a)は斜視図、(b)は
(a)のb−b断面図、(c)は(a)のc−c断面図
である。本実施形態の反射体1は、第1実施形態と同様
に、例えばガラス等からなる基板2上に設けられた感光
性樹脂層等からなる平板状の樹脂基材3(反射体用基
材)の表面に、その内面が多数の凹部4が重なり合うよ
うに連続して形成され、その上に例えばアルミニウムや
銀等の薄膜からなる反射膜5が蒸着または印刷等により
形成されたものである。また、凹部4は、第2実施形態
と同様に、浅型凹部4aと深型凹部4bとが、ストライ
プ状に交互に繰り返されている。
浅型凹部4aと深型凹部4bとの曲率半径が等しい点で
ある。すなわち、図3(b)に示す浅型凹部4aが線上
に続けて形成されている領域と、図3(c)に示す深型
凹部4bが線上に続けて形成されている領域とが、図3
(a)に示すように交互に配列されている。
に、深型凹部4bが低指向性反射領域となり、この領域
からの反射によって、充分な視野角が得られる。また、
浅型凹部4aが高指向性領域となり、この領域からの反
射によって、特定の望む方向における充分な明るさを確
保できる。また、浅型凹部4aと深型凹部4bとの曲率
半径が等しいので、反射体形成用母型を製作するための
ダイヤモンド圧子が1つで足りる。そのため、第2実施
形態の反射体よりも製作が容易である。なお、この場
合、ストライプのピッチを充分に狭くすれば、反射むら
も、実用上無視できる程度となる。
他の反射体を示す図で、(a)は斜視図、(b)は
(a)のb−b断面図、(c)は(a)のb−b断面図
の他の態様である。本実施形態の反射体1は、第1実施
形態及び第2実施形態と同様に、例えばガラス等からな
る基板2上に設けられた感光性樹脂層等からなる平板状
の樹脂基材3(反射体用基材)の表面に、その内面が多
数の凹部4が形成され、その上に例えばアルミニウムや
銀等の薄膜からなる反射膜5が蒸着または印刷等により
形成されたものである。
と異なる点は、凹部4が、重なり合うように連続しては
形成されていない点である。本実施形態の凹部4は各々
互いに離間して、凹部4が形成されていない平坦部6が
残存するように形成されている。なお、平坦部6は、図
4(b)に示すように完全に平らな面であってもよい
し、図4(c)に示すように、凹部4になだらかに連続
するように、ある程度曲面状になっているものであって
もよい。なお、凹部4は、第1実施形態や第2実施形態
と同様に、浅型凹部4aと深型凹部4bとが混在するも
のであってもよい。しかし、いずれの曲率半径も同じと
した方が、反射体形成用母型を製作するためのダイヤモ
ンド圧子が一種類で足りるので望ましい。
射領域となり、この領域からの反射によって、充分な視
野角が得られる。また、平坦部6が高指向性領域とな
り、この領域からの反射によって、特定の望む方向にお
ける充分な明るさを確保できる。 また、反射体形成用
母型を製作するためのダイヤモンド圧子が基本的に一種
類で足りるので製作が容易である。
反射率(反射強度)、横軸を反射角度とした反射特性曲
線を示すグラフで、(a)は第1実施形態の反射体1の
反射特性αを、(b)は第3実施形態の反射体1の反射
特性αを、(c)は第4実施形態の反射体1の反射特性
αを示すものである。また、(a)〜(c)において
は、各々比較のために従来技術に係る反射体51の反射
特性βを併記している。
実施形態の反射体1においては、低指向性領域が存在
し、比較的絶対値の大きい傾斜角の範囲を与えるので、
15゜≦ω≦45゜という広い範囲で良好な反射率を有
している。また、高指向性領域が存在するので、入射角
度である30度と対称な方向の反射角度30度における
反射率が最も高くなり、その方向をピークとして近傍の
反射率も高くなっている。(a)〜(c)の図に示すよ
うに、反射特性αには、反射角度30度前後に主たる反
射特性ピークγ(図5のハッチングを付した部分)が存
在する。そして、従来技術に係る反射体の反射特性βよ
りも、反射角度30度前後における反射率が高く、その
方向において、充分な明るさを確保できるようになって
いる。
は、(a)〜(c)の何れにおいても、10゜〜30゜
となっている。ここで、半値幅δが10゜より小さい
と、反射光が特定の方向にのみ集中し、視野角がわずか
にずれたのみで急激に明るさが失われてしまうので望ま
しくない。また、半値幅が30゜より大きいと、反射光
が広い角度に分散されてしまい、特定の望む方向におけ
る充分な明るさが確保し難くなる。
に特に限定はないが、たとえば以下のように製造するこ
とができる。まず、図6(a)に示すように、例えば黄
銅、ステンレス、工具鋼等からなる表面が平坦な平板状
の母型基材7を転造装置のテーブル上に固定する。そし
て、先端の径が図1〜3に示す凹部4(4a、4b)に
対応する特定形状のダイヤモンド圧子8で母型基材7の
表面を押圧し、母型基材7を水平方向に移動させてはダ
イヤモンド圧子8を上下動させて押圧するという操作を
多数回繰り返すことにより、深さや配列ピッチが異なる
多数の凹部7aを母型基材7の表面に転造し、図6
(b)に示すような反射体形成用母型9とする。
は、母型基材7を固定するテーブルが0.1μmの分解
能で水平面内のX方向、Y方向に移動し、ダイヤモンド
圧子8が1μmの分解能で鉛直方向(Z方向)に移動す
る機能を持つものである。そして、X方向、Y方向の移
動距離を変化させることによって隣接する凹部のピッチ
を、Z方向の移動距離を変化させることによって各凹部
の深さを変化させられるものである。なお、第1実施形
態及び第2実施形態の反射体を製造する場合、ダイヤモ
ンド圧子8は、最先端の径RがR1のものと、R2のもの
を二種類用意する。
を箱形容器10に収納、配置し、容器10に例えばシリ
コーンなどの樹脂材料11を流し込んで、常温にて放
置、硬化させ、この硬化した樹脂製品を容器10から取
り出して不要な部分を切除し、図6(d)に示すよう
に、母型9の型面をなす多数の凹部と逆の凹凸形状であ
る多数の凸部を持つ型面12aを有する転写型12を作
成する。
ジスト、ポリスチレン系レジスト、アジドゴム系レジス
ト、イミド系レジスト等の感光性樹脂液をスピンコート
法、スクリーン印刷法、吹き付け法等の塗布法により塗
布する。そして、塗布終了後、加熱炉またはホットプレ
ート等の加熱装置を用いて基板上の感光性樹脂液を例え
ば80〜100℃の温度範囲で1分以上加熱するプリベ
ークを行って基板上に樹脂基材3としての感光性樹脂層
を形成する。ただし、用いる感光性樹脂の種類によって
プリベーク条件は異なるため、上記範囲外の温度と時間
で処理してもよいことは勿論である。なお、ここで形成
する感光性樹脂層の膜厚は2〜5μmの範囲とすること
が好ましい。
(d)に示した転写型12を用い、この転写型12の型
面12aをガラス基板上の樹脂基材3に一定時間押し付
けた後、転写型12を樹脂基材3から外す。このように
して、図2(f)に示すように、樹脂基材3の表面に転
写型型面12aの凸部を転写して多数の凹部4を形成す
る。また、型押し時のプレス圧は用いる樹脂基材3の種
類にあった値を選択することが好ましく、例えば30〜
50kg/cm2 程度の圧力とするのがよい。プレス
時間についても用いる樹脂基材3の種類にあった値を選
択することが好ましく、例えば30秒〜10分程度の時
間とする。
脂基材3を硬化させるための紫外線等の光線を照射し、
樹脂基材3を硬化させる。ここで照射する紫外線等の光
線は、上記種類の感光性樹脂層からなる樹脂基材3の場
合、50mJ/cm2以上の強度であれば樹脂基材3を
硬化させるのに充分であるが、感光性樹脂層の種類によ
ってはこれ以外の強度で照射してもよいことは勿論であ
る。そして、プリベークで用いたのと同様の加熱炉、ホ
ットプレート等の加熱装置を用いてガラス基板上の樹脂
基材3を例えば240℃程度で1分以上加熱するポスト
ベークを行ってガラス基板上の樹脂基材3を焼成する。
ニウムをエレクトロンビーム蒸着等によって成膜して凹
部の表面に沿って反射膜5を形成することにより、各実
施の形態の反射体1が完成する。
母型9を製造する際には、ダイヤモンド圧子8を上下動
させて母型基材7の表面を押圧するだけであるから、ダ
イヤモンド圧子8と母型基材7が擦れ合うようなことが
ない。その結果、ダイヤモンド圧子8先端の表面状態が
母型9側に確実に転写され、圧子8の先端を鏡面状態と
しておけば母型9の凹部内面、ひいては反射体の凹部内
面も容易に鏡面状態とすることができる。
加熱することで凹凸面を形成する方法と比較して、凹部
の深さ、径、ピッチ等の寸法、凹部内面の表面状態等は
全て制御されたものであり、高精度の転造装置の使用に
より反射体の凹部形状をほぼ設計通りに作成することが
できる。したがって、本方法によれば、作成する反射体
の反射角度、反射効率等の反射特性が制御しやすいもの
となり、所望の反射体を得ることができる。
部の転造パターンはほんの一例に過ぎず、適宜設計変更
が可能なことは勿論である。また、反射体用基材、母型
用基材等の各種基材の材料、転写型の構成材料等に関し
ても適宜変更が可能である。
る液晶表示装置について説明する。図8は第5実施形態
として、反射型液晶表示装置の端部を含まない部分断面
構造を模式的に示した図である。図8に示すように、こ
の反射型液晶表示装置は、STN(Super Twisted Nema
tic )方式の液晶パネル30の表示面側に、フロントラ
イト25が配設されているものである。液晶パネル30
は、例えば厚さ0.7mmの一対の表示側ガラス基板1
3と背面側ガラス基板14との間に液晶層15を設け、
表示側ガラス基板13の上面側にポリカーボネート樹脂
やポリアリレート樹脂等からなる1枚の位相差板16を
設け、さらに位相差板16の上面側に第1の偏光板17
を配設している。また、背面側ガラス基板14の下面側
には、第2の偏光板18、図1〜3の何れかに示した本
実施の形態の反射体1を順次設けている。
凹部4を形成した面が対向するように取り付けられ、第
2の偏光板18と反射体1との間には、グリセリン等の
光の屈折率に悪影響を与えることのない材料からなる粘
着体19が充填されている。両ガラス基板13、14の
対向面側にはITO(インジウムスズ酸化物)等からな
る透明電極層20、21がそれぞれ形成され、透明電極
層20、21上にポリイミド樹脂等からなる配向膜2
2、23がそれぞれ設けられている。これら配向膜2
2、23等の関係により液晶層15中の液晶は240度
捻れた配置となっている。
反射体1自体が広い反射角度にわたる高い反射率と適度
な指向性を兼ね備えているので、使用者が通常に表示面
を見る方向を中心として、広い視野角と充分な明るさを
兼ね備えた表示面とすることができる。
は、前記背面側ガラス基板14と透明電極層21との間
に、図示していないカラーフィルタを印刷等で形成する
ことにより、この液晶表示装置をカラー表示できるよう
にしてもよい。また、フロントライト25を省略し、外
部光を利用するようにしてもよい。また、本実施の形態
の反射型液晶表示装置では、反射体を第2の偏光板の外
側に配設する、いわゆる外付けの反射体とする例を説明
したが、背面側ガラス基板の対向面側に配設して内蔵型
としてもよい。また、液晶表示装置の例としてSTN方
式のもので説明したが、液晶層の液晶分子の捻れ角を9
0度に設定したTN(Twisted Nematic )方式の液晶表
示装置にも本発明の反射体を適用し得ることは勿論であ
る。
イトの光の進行状態を説明するための模式図で、図9
(a)は、第5実施形態の液晶表示装置について示すも
のである。一方、図9(b)は、比較例であって、第5
実施形態における反射体1を上述の従来技術に係る反射
体51に代えた場合の液晶表示装置について示すもので
ある。図9(a)に示すように、フロントライト25か
らの入射光F0は、液晶パネル30に略垂直方向に表示
面側から入射し、図示を省略した液晶層15等を透過し
て反射体1によって反射される。そして、反射体1によ
る反射光は、略垂直方向に出射される反射光F1と斜め
方向に反射される反射光F2とが混在している。上述の
ように、反射体1の反射特性αは、主たる反射特性ピー
クγを有するので、主たる反射特性ピークγに基づく反
射光F1の比率が比較的高くなっている。そのため、表
示面を垂直方向から見た場合に、充分な明るさが確保で
きるものである。なお、図9においては、フロントライ
トを用いた場合について説明したが、表示面側から入射
する入射光を、フロントライトと共に、あるいはフロン
トライトに代えて、使用する場合にも、同様の光の進行
状態となる。
体51に代えた場合も、図9(b)に示すように、フロ
ントライト25からの入射光F0は反射体51により反
射され、その反射光は、略垂直方向に出射される反射光
F1と斜め方向に反射される反射光F2とが混在してい
る。しかし、上述のように、反射体51の反射特性β
は、その中心部において、若干反射率が低くなっている
ので、反射光F1の比率が比較的低く、反射光F2の比率
が高くなっている。そのため、表示面を垂直方向から見
た場合に、充分な明るさが確保できないものである。
透過反射型液晶表示装置の端部を含む部分断面構造を模
式的に示した図である。図10に示すように、この半透
過反射型液晶表示装置は、液晶パネル40の背面側に、
バックライト105が配設されているものである。液晶
パネル40は、液晶層130を挟持して対向する透明な
ガラスなどからなる第1の基板110と、第2の基板1
20とをこれら2枚の基板110、120の周縁部に環
状に設けられたシール材140で接着一体化した構成で
ある。第1の基板110の液晶層130側には順に、反
射膜112に凹凸の形状を与えるための有機膜111
と、液晶パネル40に入射した光を反射させるための金
属反射膜112と、カラー表示を行うためのカラーフィ
ルタ113と、有機膜111と金属反射膜112を被覆
して保護するとともに有機膜111やカラーフィルタに
よる凹凸を平坦化するためのオーバーコート膜114
と、液晶層130を駆動するための電極層115と、液
晶層130を構成する液晶分子の配向を制御するための
配向膜116とが積層形成されている。また、第2の基
板120の液晶層130側には順に、電極層125、オ
ーバーコート膜124、配向膜126が積層形成されて
いる。第1の基板110の液晶層130側と反対側(第
1の基板110の外面側)に、偏光板118が設けられ
ており、第2の基板120の液晶層130側と反対側
(第2の基板20の外面側)には、位相差板127と、
偏光板128がこの順で積層されている。
属反射膜12に凹凸形状を与えて反射光を効率よく散乱
させるために設けられているものである。この有機膜1
11と、金属反射膜112と、第1の基板110は、図
1〜3の何れかに示した反射体1における反射膜5、樹
脂基材3、基板2に各々対応し、第1〜3実施形態の何
れかの反射体1を構成している。第5実施形態におい
て、この反射体1は、裏面(背面)からのバックライト
105の光を透過できるように、半透過反射型に構成さ
れている。そのため、金属反射膜112は、膜厚が80
Å〜500Åと非常に薄く形成されている。
反射体1自体が広い反射角度にわたる高い反射率と適度
な指向性を兼ね備えているので、使用者が通常に表示面
を見る方向を中心として、広い視野角と充分な明るさを
兼ね備えた表示面とすることができる。また、裏面から
透過するバックライト105の光を散乱しすぎず、特定
の望む方向における充分な明るさを確保できる。
イトの光の進行状態を説明するための模式図で、図11
(a)は、第6実施形態の液晶表示装置について示すも
のである。一方、図11(b)は、比較例であって、第
6実施形態における反射体1を上述の従来技術に係る反
射体51(半透過型のもの)に代えた場合の液晶表示装
置について示すものである。図11(a)に示すよう
に、バックライト105からの入射光B0は、液晶パネ
ル40に略垂直方向に背面側から入射し反射体1を透過
する。そして、反射体1を透過する光は、表示面側から
の光を略垂直方向に反射する反射面を透過する際には、
略垂直方向に透過光B1として透過される。一方、表示
面側からの光を斜め方向に反射する反射面を透過する際
には、透過光B2として斜め方向に拡散して透過され
る。上述のように、反射体1の反射特性αは、主たる反
射特性ピークγを有するので、主たる反射特性ピークγ
を与える反射面を透過する透過光B1の比率が比較的高
くなっている。そのため、表示面を垂直方向から見た場
合に、充分な明るさが確保できるものである。なお、図
11においては、バックライトを用いた場合について説
明したが、表示面側から入射する入射光を、バックライ
トと共に、あるいはバックライトに代えて、使用する場
合には、図9に示したのと同様の光の進行状態となる。
体51に代えた場合も、図11(b)に示すように、バ
ックライト105からの入射光B0は反射体51により
透過拡散され、その透過光は、略垂直方向に出射される
透過光B1と斜め方向に拡散透過される透過光B2とが混
在している。しかし、上述のように、反射体51の反射
特性βは、その中心部において、若干反射率が低くなっ
ているので、透過光B1の比率が比較的低く、透過光B2
の比率が高くなっている。そのため、表示面を垂直方向
から見た場合に、充分な明るさが確保できないものであ
る。
反射体においては、反射体表面に、低指向性反射領域と
高指向性反射領域とが混在して形成されているので、広
範囲の角度にわたって良好な反射率を有すると共に、所
望の範囲の反射方向において特に反射率を高めることの
でき、しかもバックライトやフロントライトを用いた場
合に光を散乱させすぎない適度な指向性を兼ね備えるこ
とができる。また、本発明の反射型液晶表示装置によれ
ば、上記のような優れた特性を持つ反射体を備えたこと
により、広い視野角と、使用者の望む方向を中心に充分
な明るさを備える液晶表示装置を実現することができ
る。
もので、(a)は斜視図、(b)は(a)のb−b断面
図である。
もので、(a)は斜視図、(b)は(a)のb−b断面
図、(c)は(a)のc−c断面図である。
もので、(a)は斜視図、(b)は(a)のb−b断面
図、(c)は(a)のb−b断面図の他の例である。
もので、(a)は斜視図、(b)は(a)のb−b断面
図、(c)は(a)のb−b断面図の他の例である。
射体との反射特性の比較データである。
を順を追って示したプロセスフロー図である。
を示す図であって、ダイヤモンド圧子で母型基材を押圧
している状態を示す図である。
示装置を示す断面図である。
の進行状態を説明するための模式図で、(a)は、第5
実施形態の液晶表示装置について示すもの、(b)は、
比較例であって、第5実施形態における反射体を従来技
術に係る反射体に代えた場合の液晶表示装置について示
すものである。
型液晶表示装置を示す断面図である。
の進行状態を説明するための模式図で、(a)は、第6
実施形態の液晶表示装置について示すもの、(b)は、
比較例であって、第6実施形態における反射体を従来技
術に係る反射体に代えた場合の液晶表示装置について示
すものである。
る。
めの図である。
図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 反射体表面に、低指向性反射領域と高
指向性反射領域とが混在して形成されている反射体であ
って、主たる反射特性ピークの半値幅が10゜〜30゜
であることを特徴とする反射体。 - 【請求項2】 反射体表面に、低指向性反射領域と高
指向性反射領域とが混在して形成されている反射体であ
って、低指向性反射領域が深型凹部からなり、高指向性
反射領域が深型凹部よりも曲率半径の大きい浅型凹部か
らなることを特徴とする反射体。 - 【請求項3】 前記低指向性反射領域と高指向性反射
領域とが、ランダムに配置されていることを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の反射体。 - 【請求項4】 前記低指向性反射領域と高指向性反射
領域とが、ストライプ状に繰り返し配置されていること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の反射体。 - 【請求項5】 反射体表面に、低指向性反射領域と高
指向性反射領域とが混在して形成されている反射体であ
って、低指向性反射領域が反射体表面に各々離間して多
数形成された凹部からなり、高指向性反射領域が残存す
る略平坦部からなることを特徴とする反射体。 - 【請求項6】 前記高指向性反射領域の主たる指向方
向が、反射体の法線方向であることを特徴とする請求項
1から請求項5の何れかに記載の反射体。 - 【請求項7】 前記反射体の裏面からの光が透過可能
な半透過型であることを特徴とする請求項1から請求項
6の何れかに記載の反射体。 - 【請求項8】 請求項2に記載の反射体の製造方法で
あって、曲率半径の異なる複数の圧子を用いて母型基材
の表面に凹部を形成し、この母型基材を用いて反射体形
成用母型とすることを特徴とする反射体の製造方法。 - 【請求項9】 一対の基板と、該一対の基板に挟持され
た液晶層と、該液晶層よりも背面側に設けられた反射体
とを有する液晶パネルを備え、前記反射体が請求項1か
ら請求項7のいずれかに記載の反射体であることを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項10】 前記液晶パネルの表示面側に、フロン
トライトが設けられたことを特徴とする請求項9に記載
の液晶表示装置。 - 【請求項11】 一対の基板と、該一対の基板に挟持さ
れた液晶層と、該液晶層よりも背面側に設けられた反射
体とを有する液晶パネル、及び前記液晶パネルの背面側
に設けられたバックライトを備え、前記反射体が請求項
7に記載の反射体であることを特徴とする液晶表示装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001197358A JP2003014913A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 反射体及びその製造方法、並びに液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001197358A JP2003014913A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 反射体及びその製造方法、並びに液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003014913A true JP2003014913A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19034977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001197358A Pending JP2003014913A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 反射体及びその製造方法、並びに液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003014913A (ja) |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001197358A patent/JP2003014913A/ja active Pending
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