專利名稱：面發(fā)光裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面發(fā)光裝置及液晶顯示裝置。
因此，為了解決上述的問題，人們提出了一種在反射型液晶顯示單元的前面?zhèn)扰渲们肮鉄?面發(fā)光裝置)，把其作為輔助光源使用的液晶顯示裝置。具有該前光燈的液晶顯示裝置在白天、室外等的周圍光充分的環(huán)境下，進(jìn)行與通常的反射型液晶顯示裝置相同的動(dòng)作，而在必要時(shí)，點(diǎn)亮上述的前光燈，把其作為反射光源。

圖12表示一例在液晶顯示單元的前面配置上述前光燈的液晶顯示裝置的剖面構(gòu)造。該圖12所示的液晶顯示裝置200由液晶顯示單元220和前光燈210構(gòu)成，在液晶顯示單元220的前面(圖12的上面)配置前光燈210，并把導(dǎo)光板212配置在液晶顯示單元220的顯示區(qū)域上。
前光燈210由通過把透明丙烯酸樹脂等注塑成型而制作成的導(dǎo)光板212和由配置在該導(dǎo)光板212的側(cè)端面212a的冷光陰極管等構(gòu)成的光源213構(gòu)成。把導(dǎo)光板212的下面(液晶顯示單元220側(cè))作為射出光的出射面212b。把該出射面212b反對(duì)側(cè)的面(導(dǎo)光板212的上面)構(gòu)成由用于改變導(dǎo)光板212內(nèi)部的光行進(jìn)方向的相對(duì)出射面212b傾斜形成的第1斜面部216和與其相接的第2斜面部217交替地周期配置而成的反射面212c。
液晶顯示單元220由通過密封材料224被接合成一體的，中間夾持有液晶層223的對(duì)向的第1基板221和第2基板222構(gòu)成，在第1基板221的液晶層223的一側(cè)上，依次地重疊有由有機(jī)膜228及形成在該有機(jī)膜228上的用于反射入射光的反射膜225構(gòu)成的反射層230和驅(qū)動(dòng)并控制液晶層223的顯示電路226，在第2基板222的液晶層223一側(cè)設(shè)有顯示電路227。如圖12所示，有機(jī)膜228在其上面(液晶層223側(cè)的面)形成凹凸形狀，用于擴(kuò)散從形成在有機(jī)膜228表面上的反射膜225反射來的光。
具有如上構(gòu)成的液晶顯示裝置200中，從光源213射出的光通過導(dǎo)光板212的側(cè)端面212a被導(dǎo)入導(dǎo)光板212的內(nèi)部，光在導(dǎo)光板212內(nèi)部行進(jìn)的過程中，在相對(duì)導(dǎo)光方向的傾斜角大的第1斜面部216形成反射，把其行進(jìn)方向改變?yōu)槌虺錾涿?12b的方向，并從出射面212b射出。從該出射面212b射出的光作為照明光照射在液晶顯示單元220上，并通過顯示電路226、227及液晶層223在反射膜225上形成反射，然后被反射回到液晶顯示單元220的外側(cè)，通過導(dǎo)光板212的出射面b、反射面212c到達(dá)使用者的眼前。這樣的構(gòu)成可使使用者看清楚液晶顯示單元220上的顯示。
但是，根據(jù)如上述構(gòu)成的液晶顯示裝置200，雖然可在必要時(shí)通過點(diǎn)亮前光燈210，在不能利用外光的光線暗的環(huán)境下使用，但如果把在利用外光作為光源進(jìn)行顯示的情況與點(diǎn)亮前光燈210狀態(tài)下進(jìn)行顯示的情況下的顯示輝度進(jìn)行比較，則發(fā)現(xiàn)存在著點(diǎn)亮前光燈210時(shí)的顯示輝度低的問題。因此，例如在頻繁進(jìn)行前光燈的點(diǎn)燈/非點(diǎn)燈的切換情況等的使用條件下，由于上述的輝度差而導(dǎo)致不易看清楚顯示、使用感覺不良的問題。
另外，具有上述前光燈210的反射型液晶顯示裝置200通常被用作移動(dòng)電話機(jī)或移動(dòng)信息終端的顯示部。對(duì)于被組裝在這些電子裝置上的液晶顯示裝置，在多數(shù)的情況下是把外部光源的方向與接受液晶顯示裝置200的反射光的使用者的視線方向規(guī)定在特定范圍內(nèi)的條件下進(jìn)行使用。下面，參照?qǐng)D12及圖13對(duì)此進(jìn)行說明。
圖13是表示一例裝備有上述的液晶顯示裝置200的移動(dòng)電話機(jī)的側(cè)視圖。該圖所示的移動(dòng)電話機(jī)250由操作部260和顯示部270構(gòu)成，該操作部260和顯示部270通過設(shè)置在各自一端上的合葉部280形成相互的連結(jié)，并且以該合葉部280為支點(diǎn)，使顯示部270相對(duì)操作部260開合自如。在操作部260的內(nèi)面?zhèn)壬显O(shè)置多個(gè)操作鍵261、...，在所述顯示部270的內(nèi)面?zhèn)扰渲靡壕э@示裝置200。而且在使用時(shí)，如圖13所示地以合葉部280為支點(diǎn)打開顯示部270，使配置在顯示部270內(nèi)面?zhèn)壬系囊壕э@示裝置200位于使用者能夠看清楚的位置。
圖13所示的移動(dòng)電話機(jī)250所配置的液晶顯示裝置200在把外光作為光源利用的情況下，是通過使射入的與液晶顯示裝置200的法線P形成規(guī)定角度的入射光Q在液晶顯示單元220的反射層225上形成反射來進(jìn)行顯示。這時(shí)，使用者U在多數(shù)的情況下是如圖13所示的那樣位于液晶顯示裝置200的法線P的稍微靠手前側(cè)(操作部260側(cè))。因此，本發(fā)明的發(fā)明者認(rèn)為，只要在入射光Q形成正反射的情況下，使反射光Q｀的方向與使用者U的視線方向基本一致，便可在使用者U的視線方向上形成明亮的顯示。
而且，本發(fā)明者在上述的技術(shù)構(gòu)思的基礎(chǔ)上，為了提高液晶顯示裝置的可視性，通過對(duì)面發(fā)光裝置的輝度特性進(jìn)行了反復(fù)研究，從而構(gòu)成了本發(fā)明。
另外，本發(fā)明目的之2是提供一種無論是具有面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置中的面發(fā)光裝置的點(diǎn)燈時(shí)還是非點(diǎn)燈時(shí)都可獲得明亮顯示效果的具有良好可視性的液晶顯示裝置。
即，本發(fā)明之1的面發(fā)光裝置具有光源和把該光源的光通過形成在側(cè)端面上的入光面導(dǎo)入內(nèi)部并使該光從出射面射出的導(dǎo)光板，其特征在于從所述導(dǎo)光板出射面射出的出射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述導(dǎo)光板出射面的法線方向形成大于1°并小于10°的角度。
通過采用上述的構(gòu)成，本發(fā)明的面發(fā)光裝置例如在通過配置在反射型液晶顯示單元的前面而構(gòu)成液晶顯示裝置的情況下，可在使用者的視線方向上使反射光的出射光量最大。這是由于從面發(fā)光裝置射出的光是在相對(duì)所述出射面的法線方向的1～10°的角度范圍內(nèi)射出，所以射入在液晶顯示單元的反射體上的光的入射角也是1～10°，從液晶顯示單元射出的光在與液晶顯示單元的垂直的方向成1～10°角度的方向?yàn)樽畲蠊饬俊２⒂捎谠摲较蚺c使用者的視線方向基本一致，所以液晶顯示裝置的輝度在使用者的視線方向上為最強(qiáng)，因此可獲得明亮的顯示。
另外，這樣地面發(fā)光裝置在點(diǎn)燈時(shí)的輝度的提高并意味著縮小了與在利用外光進(jìn)行顯示狀態(tài)下的輝度的強(qiáng)度差，因此可在頻繁切換面發(fā)光裝置的點(diǎn)燈/非點(diǎn)燈狀態(tài)的使用情況下提高使用的便利性。
在本發(fā)明的面發(fā)光裝置中，理想的是使所述導(dǎo)光板構(gòu)成具有在與該導(dǎo)光板的出射面的法線成大于3°并小于8°的角度的方向的輝度為最大的輝度特性。
通過采用這樣的構(gòu)成，由于能夠使作為照明裝置而配備有本發(fā)明的面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置的反射光的方向更接近使用者實(shí)現(xiàn)的方向，所以可獲得更明亮的顯示。
又，本發(fā)明的面發(fā)光裝置，具有光源和把出自該光源的光通過形成在側(cè)端面上的入光面導(dǎo)入內(nèi)部并使該光從出射面射出的導(dǎo)光板，其特征在于在位于所述導(dǎo)光板的出射面反對(duì)側(cè)的反射面上，條紋狀地連續(xù)形成多個(gè)由緩斜面部和具有大于該緩斜面部傾斜度的傾斜角度的陡斜面部構(gòu)成的溝，所述導(dǎo)光板的緩斜面部的傾斜角度為大于1.8°并小于2.5°，所述導(dǎo)光板的溝的間距為大于140μm并小于240μm，所述導(dǎo)光板的陡斜面部的傾斜角度為大于43°并小于47°。
通過使所述陡斜面部的傾斜角度為大于43°并小于47°，能夠把面發(fā)光裝置的出射光在最大光量時(shí)的方向限定在與出射面的法線成大于1°并小于10°的角度范圍內(nèi)，所以被照明的液晶顯示單元可高效率地反射該光。在所述陡斜面部的傾斜角度未達(dá)到43°的情況下，面發(fā)光裝置的最大輝度方向與所述出射面的法線所成的角度不足1°，因此不能獲得明亮顯示的效果。另外，在超過47°的情況下，所述出射光的在最大光亮?xí)r的方向與所述出射面的法線所成的角度過大，因此也不能獲得明亮的顯示。
把所述導(dǎo)光板的緩斜面部的傾斜角度限定在大于1.8°并小于2.5°。當(dāng)該緩斜面部的傾斜角度不足1.8°時(shí)，面發(fā)光裝置的出射光的光亮下降，從而使液晶顯示裝置的輝度降低。另外，當(dāng)所述傾斜角度超過2.5°時(shí)，由于面發(fā)光裝置的出射面上的出射光量的分布不均勻，將使液晶顯示裝置的輝度分布惡化，是不理想的。
把所述導(dǎo)光板的溝的間距限定為大于140μm并小于240μm。當(dāng)該溝的間距不足140μm時(shí)，由于從面發(fā)光裝置的出射面射出的光量低，所以致使液晶顯示裝置的輝度降低。另外，當(dāng)所述溝的間距超過240μm時(shí)，由于在面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板上產(chǎn)生輝線，降低了液晶顯示裝置的可辨認(rèn)性，因此是不理想的。
并且，本發(fā)明的液晶顯示裝置裝備有上述任意一項(xiàng)所述的面發(fā)光裝置。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，由于配備了具有上述特性的面發(fā)光裝置，所以可改善在使用者的視線方向上的出射光量，可實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性地提高顯示亮度的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的液晶顯示裝置也可以采用如下的構(gòu)成，即，具有一對(duì)基板、在該基板之間夾持有液晶層的液晶顯示單元及配置在該液晶顯示單元前面的面發(fā)光裝置，所述液晶顯示單元具有用于反射從所述基板的外面?zhèn)壬淙氲墓獾姆瓷潴w，在所述面發(fā)光裝置的點(diǎn)燈狀態(tài)下，由所述反射體反射的反射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述液晶顯示單元的法線方向形成大于1°并小于10°的角度。
而且，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，理想的是，在所述面發(fā)光裝置的點(diǎn)燈狀態(tài)下，由所述反射體反射的反射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述液晶顯示單元的法線方向形成大于3°并小于8°的角度。
通過采用這樣的構(gòu)成，由于該液晶顯示裝置在使用所述液晶顯示裝置的使用者的視線方向上具有高輝度，所以可實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性地提高顯示亮度的液晶顯示裝置。
并且，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，理想的是，所述反射體具有通過不規(guī)則地連接多個(gè)具有光反射性的凹部而形成的表面形狀。
通過采用這樣的構(gòu)成，由于可提高反射體的反射效率，所以可實(shí)現(xiàn)更明亮的液晶顯示裝置。
另外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，也可以把所述反射體配置在所述液晶顯示單元的背面?zhèn)?。這樣的構(gòu)成，可把任意形態(tài)的液晶顯示單元與反射體構(gòu)成組合而使用。
另外，也可以把所述反射體配置在所述液晶顯示單元內(nèi)。這樣的構(gòu)成，由于可縮短射入液晶顯示單元內(nèi)的光到達(dá)反射體的路徑，所以可減少光的衰減，從而獲得明亮的顯示。
圖2是表示圖1所示的液晶顯示裝置的構(gòu)成的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板的局部放大側(cè)視圖。
圖4是將圖2所示的反射層25的一部分進(jìn)行放大表示的立體圖。
圖5是表示圖4所示的一個(gè)凹部30的立體圖。
圖6是圖5所示的凹部的第1縱剖面的剖面圖。
圖7是圖5所示的凹部的第2縱剖面的剖面圖。
圖8是說明圖4所示的反射層的反射特性的說明圖。
圖9是表示圖4所示的反射層的視角特性的曲線圖，橫軸為視角，縱軸為反射率。
圖10是將本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示裝置中的反射層的局部進(jìn)行放大表示的立體圖。
圖11是表示實(shí)施例1、2及比較例1的面發(fā)光裝置的輝度與視角的關(guān)系的曲線圖。
圖12是表示一例具有前光燈的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖13是表示一例裝備有圖12所示的液晶顯示裝置的移動(dòng)電話機(jī)的側(cè)視圖。
圖中1-液晶顯示裝置，10-前光燈(面發(fā)光裝置)，12-導(dǎo)光板，12b-出射面，13-光源，14-溝，14a-緩斜面部，14b-陡斜面部，20-液晶顯示單元，25-反射層(反射體)。
(實(shí)施方案1)圖1是示意表示裝備有本發(fā)明實(shí)施例1的面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置的立體圖。圖2是表示圖1所示的液晶顯示裝置的構(gòu)成的剖面圖。圖中所示的液晶顯示裝置1基本由液晶顯示單元20和配置在該液晶顯示單元20前面?zhèn)鹊挠糜谡彰饕壕э@示單元20的前光燈10構(gòu)成。前光燈10由透明的導(dǎo)光板12和光源13構(gòu)成，光源13被配置在導(dǎo)光板12上的導(dǎo)入光一側(cè)的端面12a上。
導(dǎo)光板12被配置在上述液晶顯示單元20的顯示區(qū)域的前面?zhèn)?圖中的上面?zhèn)?，用于把從光源13射出的光照射在液晶顯示的那員20上，由平板狀的透明丙烯酸樹脂等構(gòu)成。如圖2所示，在導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a上設(shè)置光源13，并通過該側(cè)端面12a把從光源13射出的光導(dǎo)入導(dǎo)光板12的內(nèi)部。導(dǎo)光板12的下面(液晶顯示單元20一側(cè)的面)被作為射出照明液晶顯示單元20的光的射出面12b，該射出面12b反對(duì)側(cè)的上面(導(dǎo)光板12的上面)為用于改變?cè)趯?dǎo)光板12的內(nèi)部行進(jìn)的光的行進(jìn)方向的反射面12c。
作為構(gòu)成導(dǎo)光板12的材料除了使用丙烯酸樹脂，還可以使用聚碳酸酯系樹脂、環(huán)氧樹脂等的透明樹脂材料和玻璃等。另外，雖然不是特殊的限定，但如果要例舉具體的實(shí)例，則可使用Arton(商品名；JSR公司制品)或Zeonor(商品名；日本Zeno公司制)等的材料。
導(dǎo)光板12的出射面12b被配置在液晶顯示單元20的對(duì)面，用于照明液晶顯示單元20的光從該面射出，并且該面為表面粗糙度(Ra)為10nm以下的平滑面。在反射面12c上，為了使在導(dǎo)光板12內(nèi)部行進(jìn)的光形成反射而改變行進(jìn)方向，一規(guī)定的間隔形成多個(gè)條紋狀的楔形溝14。該溝14由相對(duì)出射面12b傾斜形成的緩斜面部14a和與該緩斜面部相連的，其傾斜角度大于緩斜面部14a的陡斜面部14b構(gòu)成，各個(gè)溝14的形成方向與導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a平行。而且，對(duì)于本實(shí)施例的前光燈10，設(shè)置在導(dǎo)光板12的反射面12c上的多個(gè)溝14為下面所述的形狀。下面參照?qǐng)D3對(duì)該溝14的形狀加以說明。
圖3A是表示本發(fā)明面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板12的局部放大側(cè)視圖，圖3B是說明從前光燈10射出的光到達(dá)使用者的路徑的說明圖。圖3A所示的在導(dǎo)光板12內(nèi)部行進(jìn)的光16從配置在圖中有側(cè)的未圖示的光源射出，一邊被導(dǎo)光板12的內(nèi)面反射，一邊在導(dǎo)光板12的內(nèi)部行進(jìn)。
條紋狀地形成在圖3A所示的導(dǎo)光板的反射面12c上的溝14由緩斜面部14a和陡斜面部14b構(gòu)成，設(shè)定緩斜面部14a的傾斜角θ1為大于1.8度并小于2.5度，設(shè)定陡斜面部14b的傾斜角θ2為大于43度并小于47度。另外，設(shè)定溝14的間距PT為大于140μm并小于250μm。把傾斜角θ1、θ2及間距PT規(guī)定在上述的范圍內(nèi)正式基于上述的構(gòu)思。
通過把傾斜角θ1、θ2及間距PT控制在上述的范圍內(nèi)可使從出射面12b射出的光量與在出射面12b的面內(nèi)時(shí)相等，而且可實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)光板12的反射面12c側(cè)沒有輝線發(fā)生的前光燈。而且，如圖3A所示，規(guī)定從該前光燈10的出射面12b射出的光在光量最大時(shí)的方向Rm與出射面12b的法線P`之間的角度A在大于0度、小于10度的范圍內(nèi)。
因此，如圖3B所示，從前光燈10射出的光在液晶顯示單元20的反射層25中形成反射后到達(dá)使用者U，但在本發(fā)明的前光燈10中，通過把出射光量為最大時(shí)的方向與法線P之間的角度規(guī)定在上述的范圍內(nèi)，使該光在反射層25中形成正反射，從而在使用者U的視線方向上可獲得最大的光量。即，在使用時(shí)的使用者U與液晶顯示裝置1的位置關(guān)系上可獲得實(shí)質(zhì)性的明亮顯示。
如圖1所示，光源13由丙烯酸系樹脂或聚碳酸酯系樹脂等構(gòu)成四角柱狀的導(dǎo)光部13a、配置在該導(dǎo)光部13a的延長方向上的兩端上的LED(白色LED)發(fā)光元件13b、13b構(gòu)成。在所述導(dǎo)光部13a的側(cè)面上的導(dǎo)光板12反對(duì)側(cè)的面上，形成有未圖示的棱鏡面，使從發(fā)光元件13b、13b被導(dǎo)入導(dǎo)光部13a內(nèi)的光形成反射，把其行進(jìn)方向改變到向?qū)Ч獍?2側(cè)，形成使從發(fā)光元件13b、13b發(fā)出的光照射在導(dǎo)光板12的側(cè)端面上。
另外，作為光源13，雖然在本實(shí)施例中是使用具有由LED13A、13A構(gòu)成的發(fā)光元件13的光源，但也可以使用由冷陰極管或有機(jī)EL元件等構(gòu)成的發(fā)光元件，只要是能夠把光均勻地照射在導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a上的光源，可以使用任何種類的光源。
液晶顯示單元20由通過密封材料24接合成一體的，并把液晶層23夾持在其中間的，相對(duì)向的由玻璃等制成的第1基板21和第2基板22構(gòu)成。在所述第1基板21的液晶層23一側(cè)的的面上，依次地層疊由有機(jī)膜28及形成在該有機(jī)膜28上的用于反射入射光的金屬反射膜29構(gòu)成的反射層(反射體)25和顯示電路26，在所述第2基板22的液晶層23一側(cè)的面上形成顯示電路27。這樣地把液晶顯示單元20構(gòu)成具有反射從外部射入的光的反射層25的反射型液晶顯示單元。
顯示電路26及27雖未在圖中表示出，但實(shí)際上包含有用于驅(qū)動(dòng)液晶層23的由透明導(dǎo)電膜等構(gòu)成的電極層和用于控制液晶層23取向的取向膜等。另外，也可以根據(jù)不同的情況構(gòu)成具有用于色彩顯示的濾色鏡等的顯示電路。
反射層25是在表面形成凹凸?fàn)畹挠杀┧嵯禈渲葮?gòu)成的有機(jī)膜28上利用噴鍍法形成由鋁或銀等的高反射率金屬膜構(gòu)成的反射膜?；蛘咭部梢孕纬捎晒柘禈渲瑯?gòu)成的覆蓋該反射膜29和有機(jī)膜28的平坦化的膜。
該反射膜25也可以包含濾色鏡，在這種情況下，最好把濾色鏡形成在所述反射膜29的直上方。根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于能夠在濾色鏡配置在光的反射面上，所以能夠減少色差或視差，從而能夠提供高質(zhì)量的色彩顯示。
下面，參照?qǐng)D4～圖7對(duì)一例所述有機(jī)膜28及形成在起表面上的反射膜29的形狀進(jìn)行說明。
圖4是將所述有機(jī)膜28和反射膜29的一部分進(jìn)行放大表示的立體圖。該圖所示的反射膜29由多個(gè)凹部30、...以不規(guī)則的形態(tài)相互連接而成。有機(jī)膜28可在基板上形成平面狀的由感光性樹脂等構(gòu)成的樹脂層后，通過把具有與圖4所示的有機(jī)膜28的表面相反的凹凸表面形狀的由丙烯酸系樹脂等構(gòu)成的轉(zhuǎn)印模壓在上述樹脂層的表面上，然后是樹脂層固化而形成。反射膜29形成在有機(jī)膜28的表面上，用于反射射入到液晶顯示單元20內(nèi)的光，可通過噴鍍法或真空蒸鍍法等的成膜法形成由鋁或銀等的具有高反射率的金屬材料構(gòu)成的反射膜。
圖5～圖7表示這些凹部30的內(nèi)面形狀。圖5是表示圖4所示的凹部30的立體圖。圖6是圖5所示的凹部30的縱剖面X的剖面圖。圖7是與縱剖面X直角相交的縱剖面Y上的凹部的剖面圖。
如圖6所示，凹部30在縱剖面X上的內(nèi)面形狀由從凹部的1個(gè)周邊部S1到最深點(diǎn)D的第1曲線A和與該第1曲線相連的從凹部的最深點(diǎn)D到另一周邊部S2的第2曲線B構(gòu)成。在圖6中，向右下降的第1曲線A和向右上升的第2曲線B在最深點(diǎn)D上，其相對(duì)反射膜29表面的傾斜角全為零，并且形成圓滑的連接。
這里所說的“傾斜角”是指在特定的縱剖面上的所述凹部30內(nèi)面的任意部位的連線相對(duì)水平面(例如相對(duì)基板21的表面)的角度。
第1曲線A的相對(duì)反射膜29表面的傾斜角比第2曲線B的傾斜角要陡，最深點(diǎn)D的位置位于從凹部30的中心O向X方向錯(cuò)開一定距離的位置。即，第1曲線A的傾斜角的絕對(duì)平均值大于第2傾斜角的絕對(duì)平均值。凹部30、...中的第1曲線A的傾斜角的絕對(duì)平均值在2度～90度的范圍內(nèi)形成不規(guī)則的分布，而且凹部30、...中的第2曲線B的傾斜角的絕對(duì)平均值也在1度～89度的范圍內(nèi)形成不規(guī)則的分布。
一方面，如圖7所示，在凹部30的縱剖面Y上的內(nèi)面形狀形成以凹部30的中心O為中心左右大致均等的形狀，在凹部30的最深點(diǎn)D的周邊形成曲率半徑大的即，接近直線的淺形曲線E。另外，淺型曲線E的左右側(cè)形成曲率半徑小的深型曲線F、G，在凹部30、...中的所述淺型曲線E的傾斜角的絕對(duì)值基本小于10度。另外，凹部30、...中的深型曲線F、G的傾斜角的絕對(duì)值也形成不規(guī)則的分布，例如是在2度～90度的范圍內(nèi)。另外，最深點(diǎn)D的深度d在凹部30、...中分別在0.1μm～3μm的范圍內(nèi)不規(guī)則地改變。
在本實(shí)施例的反射膜29中，凹部30、...中的各個(gè)剖面X全為同一方向，而且同樣地在凹部30、...中的各個(gè)剖面Y也為同一方向。并且，各個(gè)第1曲線A形成向單一方向的定向。即，所有凹部30的在圖5、6所示的x方向?yàn)橥环较颉?br> 根據(jù)本實(shí)施例的反射膜29，由于各個(gè)凹部的第1曲線A形成單一方向的定向，所以其反射特性為，如圖8所示，錯(cuò)開了相對(duì)液晶顯示單元20表面的正反射方向。即，如圖8所示，與從x方向的斜上方射入的入射光J對(duì)應(yīng)的反射光K，相對(duì)正反射的方向J`，其明亮顯示范圍移動(dòng)到向液晶顯示單元20的法線H偏轉(zhuǎn)一定角度的方向上。
并且，在與縱剖面X直角相交的縱剖面Y上，由于形成具有曲率半徑大的淺型曲線E和位于淺型曲線E兩側(cè)的曲率半徑小的深型曲線F、G的形狀，所以，也提高了液晶顯示單元20的正反射方向(法線H方向)的反射率。
其結(jié)果是，如圖9中的實(shí)線所表示的曲線那樣，作為在縱剖面X上的綜合反射特性，在充分確保正反射方向的反射率的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)在特定的方向上適度集中反射光的反射特性。即，實(shí)現(xiàn)了圖9所示的，在本實(shí)施例的液晶顯示裝置1中，以30°入射角照射外光，以顯示面的正反射方向的30°為視角中心，把視角從垂直線位置(0°)到60°連續(xù)變化的情況下的視角(θ°)與亮度(反射率)之間的關(guān)系。
上述構(gòu)成的液晶顯示裝置1除了利用太陽光或照明等的周圍光進(jìn)行反射顯示，也可以通過點(diǎn)亮前光燈10，利用該光進(jìn)行反射顯示。
從前光燈10的光源13射出的并通過導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a被導(dǎo)入導(dǎo)光板12內(nèi)的光在導(dǎo)光板12的內(nèi)部行進(jìn)的同時(shí)，在構(gòu)成導(dǎo)光板12反射面12c上的溝14的陡斜面部14b上形成反射，使其行進(jìn)方向被改變?yōu)槌虺錾涿?2b側(cè)，從導(dǎo)光板12的出射面12b射出，形成對(duì)液晶顯示單元20的照明。射入液晶顯示單元20內(nèi)的光通過液晶顯示單元20的顯示電路26、27及液晶層23到達(dá)反射層25，在該反射層25的反射膜29上被反射回液晶顯示單元20的上面?zhèn)?，然后通過導(dǎo)光板12從反射面12c射出，到達(dá)使用者的眼前。這樣地使使用者辨認(rèn)清液晶顯示單元20上的顯示。
而且，在本實(shí)施例的液晶顯示裝置中，通過使形成在所述導(dǎo)光板12的反射面12c上的溝14具有上述傾斜角和間距PT，使從前光燈10射出的出射光量為最大時(shí)的方向相對(duì)出射面12b的法線形成大于1°小于10°范圍內(nèi)的角度。而且，在以所述大于1°、小于10°的入射角射入到反射膜29后被反射膜29反射回。由于該反射膜29具有上述的反射特性，并且由于液晶顯示裝置1的反射光為最大時(shí)的方向?yàn)樗鋈肷涔獾恼瓷涞姆较?，所以液晶顯示裝置1的反射光在相對(duì)顯示面的法線的大于1°、小于10°的角度范圍。而且，由于該相對(duì)顯示面的法線的大于1°小于10°的范圍與使用者的視線方向基本一致，所以液晶顯示裝置1的亮度與使用以往構(gòu)成的前光燈的情況比較具有實(shí)質(zhì)性的提高。
(實(shí)施方案2)
在上述實(shí)施例1中，使用了如圖5～圖7所示的其形成在有機(jī)膜28表面上的凹部30的中心O與凹部30的最深點(diǎn)D連接的直線向有機(jī)膜28的法線方向傾斜的反射層25，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中也可以使用該構(gòu)成以外的反射層。下面參照?qǐng)D10對(duì)該構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，本實(shí)施例的液晶顯示裝置除了反射層的構(gòu)成，其他部分與圖1、圖2所示的液晶顯示裝置1相同。即，本實(shí)施例的液晶顯示裝置是使用圖10所示的反射層35而取代圖2所示的反射層25，所以，下面僅對(duì)該反射層35進(jìn)行說明。
圖10是將在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示裝置中所使用的反射層35的一部分進(jìn)行放大表示的立體圖。在該圖中，在有機(jī)膜38的表面形成由內(nèi)面為球面的一部分的多個(gè)凹部40相互連接的面，在該有機(jī)膜38上形成反射膜39。
有機(jī)膜38可通過在基板上形成平面形狀的由感光性樹脂等構(gòu)成樹脂層后，把具有如圖10所示的與有機(jī)膜38的表面形狀相反凹凸形狀的表面的，由丙烯酸系樹脂等構(gòu)成的轉(zhuǎn)印模模壓上述樹脂層的表面，然后使樹脂層固化而形成。反射膜39形成在有機(jī)膜38的表面上，用于反射射入到液晶顯示單元20內(nèi)的入射光，可以使用鋁或銀等的高反射率的金屬材料通過噴鍍法或真空蒸鍍法等而形成。
圖10所示的凹部40最好具有在0.1μm～3μm的范圍內(nèi)隨機(jī)形成的深度，并且在5μm～100μm的范圍內(nèi)隨機(jī)地配置相鄰凹部40之間的間距，并且在-30°～+30°的范圍內(nèi)設(shè)定上述凹部40內(nèi)面的傾角。
特別是在-30°～+30°的范圍內(nèi)設(shè)定上述凹部40內(nèi)面的傾斜角分布和在平面全方位上隨機(jī)地配置相鄰凹部40的間距這兩點(diǎn)尤為重要。這是因?yàn)槿绻严噜彴疾?0的間距規(guī)則化，則將會(huì)產(chǎn)生光干涉色，從而導(dǎo)致反射光產(chǎn)生顏色的問題。而且，當(dāng)凹部40內(nèi)面的傾斜角分布超過-30°～+30°的范圍時(shí)，由于反射光的擴(kuò)散角過大而使反射光強(qiáng)度降低，因此不能獲得明亮的顯示(因?yàn)榉瓷涔獾臄U(kuò)散角在空氣中超過36°，液晶顯示裝置內(nèi)部的反射強(qiáng)度峰值下降，增大了全反射損失)。
而且，當(dāng)凹部40的深度超過3μm時(shí)，在之后工序中進(jìn)行凹部40的平坦化處理時(shí)，由于平坦化膜不能覆蓋住凸部的頂上，所以不能獲得要求的平坦性。
在相鄰的凹部40之間的間距小于5μm的情況下，則存在著增加了用于形成有機(jī)膜38的轉(zhuǎn)印模的制作難度，極大地延長了加工時(shí)間，不能形成具有要求的反射特性的形狀，產(chǎn)生干涉光等的問題。而且，用于形成有機(jī)膜38的表面形狀的所述轉(zhuǎn)印模是通過用鉆石模頭在不銹鋼等的母材上進(jìn)行多次沖壓，制作成具有表面形狀的轉(zhuǎn)印模用的母模，然后用硅樹脂等復(fù)制而成，由于鉆石模頭的前端直徑在實(shí)際應(yīng)用中理想的為30μm～200μm，所以相鄰凹部40的間距理想的是5μm～100μm。
本實(shí)施例的液晶顯示單元由于構(gòu)成反射層的反射膜39為上述的形狀，所以可高效率地反射和散射從外部射入的光，從而可實(shí)現(xiàn)明亮的反射顯示和寬的視角。獲得這樣的效果正是因?yàn)榘褕D10所示的凹部40的深度和間距控制在如上所述的范圍內(nèi)和形成球面的凹部40內(nèi)面的原因。
即，通過控制凹部40的形成深度和間距，把影響光的反射角的凹部40的內(nèi)面的傾斜角控制在一定的范圍內(nèi)，所以可把反射膜39的反射率控制在一定的范圍內(nèi)。另外，由于凹部40的內(nèi)面為在所有方向上的對(duì)稱球面，所以反射膜39在所有方向上都可獲得上述的反射效率。也就是說，無論在任何方向都可獲得明亮的顯示。
而且，在使用上述構(gòu)成的反射層35的情況下，如果同樣也把本發(fā)明的前光燈作為光源使用，由于從前光燈射出的光量為最大時(shí)的出射方向相對(duì)前光燈的出射面也在大于1°、小于10°的范圍內(nèi)，所以由上述反射層35反射的光量為最大時(shí)的方向也在大于1°小于10°的范圍內(nèi)。因此，即使使用本實(shí)施例的反射層35，也可以構(gòu)成實(shí)質(zhì)性地實(shí)現(xiàn)明亮顯示的液晶顯示裝置。
另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定在上述的實(shí)施例，只要不超出本發(fā)明的總的技術(shù)構(gòu)思的范圍，可以有各種變更。例如可取代如圖2所示的具有形成多個(gè)凹部的反射表面的反射層25，而采用反射層本身形成平坦的金屬膜，在圖2所示的上基板22的外面?zhèn)仍O(shè)置前方散射板的構(gòu)成。
下面，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說明，雖然可有助于進(jìn)一步理解本發(fā)明的效果，但本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施例。
(實(shí)施例1、2)
本實(shí)施例制作了在反射面上形成具有如下表所示的緩斜面部傾斜角、陡斜面部傾斜角和溝間距的溝的導(dǎo)光板。導(dǎo)光板的形狀為40mm×50mm×0.8mm的平板狀。然后在各導(dǎo)光板的一側(cè)端面上配置棒裝的光源，制作成前光燈。然后使這些前光燈動(dòng)作，測定導(dǎo)光板的出射面上的出射光量。其測定結(jié)果如圖11所示。圖11表示使出射面的法線為0°，使視角在-30°～30°的范圍內(nèi)變化，對(duì)出射面的輝度的測定結(jié)果，橫軸表示視角(θ°)，縱軸表示輝度(cd/m2)。
如圖11所示，滿足本發(fā)明要求的實(shí)施例1、2的前光燈，其輝度為最大時(shí)的方向在相對(duì)出射面的法線的1°～10°的范圍內(nèi)。因此，如果把這些實(shí)施例1、2的前光燈配置在反射型液晶顯示裝置的前面進(jìn)行使用，則液晶顯示裝置的輝度為最大時(shí)的方向在相對(duì)液晶顯示裝置的顯示面的法線的1°～10°的范圍內(nèi)，所以，可提高與使用者的視線方向基本一致方向上的輝度。
表

如在上面所做的詳細(xì)說明那樣，本發(fā)明的面發(fā)光裝置具有光源和把該光源的光通過設(shè)置在側(cè)端面的入光面導(dǎo)入內(nèi)部，并使該光從出射面射出的導(dǎo)光板，通過使從所述導(dǎo)光板的出射面射出的光量為最大時(shí)的方向與所述導(dǎo)光板的出射面的法線形成大于1°、小于10°的角度，例如在把其配置在反射型液晶顯示單元的前面構(gòu)成液晶顯示裝置的情況下，可在使用者的視線方向上使反射光的出射光量為最大。
另外，如果使從所述導(dǎo)光板的出射面射出的出射光量為最大時(shí)的方向與所述導(dǎo)光板的出射面的法線形成大于3°、小于8°的角度，則由于作為照明裝置而具有本發(fā)明的面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置的反射光的方向更接近使用者的視線方向，所以可獲得更加明亮的顯示。
并且，本發(fā)明的液晶顯示裝置通過裝備具有上述光出射特性的本發(fā)明的面發(fā)光裝置，可改善在使用者的視線方向上的出射光量，從而可實(shí)現(xiàn)可實(shí)質(zhì)性地進(jìn)行明亮顯示的液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種面發(fā)光裝置，具有光源和把該光源的光通過形成在側(cè)端面上的入光面導(dǎo)入內(nèi)部并使該光從出射面射出的導(dǎo)光板，其特征在于從所述導(dǎo)光板的出射面射出的出射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述導(dǎo)光板出射面的法線方向形成大于1°并小于10°的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于從所述導(dǎo)光板出射面射出的出射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述導(dǎo)光板出射面的法線方向形成大于3°并小于8°的角度。
3.一種面發(fā)光裝置，具有光源和把該光源的光通過形成在側(cè)端面上的入光面導(dǎo)入內(nèi)部并使該光從出射面射出的導(dǎo)光板，其特征在于在位于所述導(dǎo)光板的出射面反對(duì)側(cè)的反射面上，條紋狀地連續(xù)形成多個(gè)由緩斜面部和具有大于該緩斜面部傾斜度的傾斜角度的陡斜面部構(gòu)成的溝，所述導(dǎo)光板的緩斜面部的傾斜角度為大于1.8°并小于2.5°，所述導(dǎo)光板的溝的間距為大于140μm并小于240μm，所述導(dǎo)光板的陡斜面部的傾斜角度為大于43°并小于47°。
4.一種配備有權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，具有一對(duì)基板、在該基板之間夾持有液晶層的液晶顯示單元及配置在該液晶顯示單元前面的面發(fā)光裝置，所述液晶顯示單元具有用于反射從所述基板的外面?zhèn)壬淙氲墓獾姆瓷潴w，其特征在于在所述面發(fā)光裝置的點(diǎn)燈狀態(tài)下，由所述反射體反射的反射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述液晶顯示單元的法線方向形成大于1°并小于10°的角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于在所述面發(fā)光裝置的點(diǎn)燈狀態(tài)下，由所述反射體反射的反射光在其光量為最大時(shí)的方向與所述液晶顯示單元的法線方向形成大于3°并小于8°的角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述反射體具有通過不規(guī)則地連接多個(gè)具有光反射性的凹部而形成的表面形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述反射體被配置在所述液晶顯示單元的背面?zhèn)取?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述反射體被配置在所述液晶顯示單元內(nèi)。
全文摘要
一種用于配置在反射型液晶顯示單元前面的高輝度且具有良好面內(nèi)輝度分布的面發(fā)光裝置以及裝備有該面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置。該面發(fā)光裝置具有光源(13)和把該光源(13)的光通過形成在側(cè)端面(12a)上的入光面導(dǎo)入內(nèi)部并使該光從出射面射出的導(dǎo)光板(12)，其特征是在位于所述導(dǎo)光板(12)的出射面(12b)反對(duì)側(cè)的反射面(12c)上，條紋狀地連續(xù)形成多個(gè)由緩斜面部(14a)和具有大于該緩斜面部(14a)傾斜度的傾斜角度的陡斜面部(14b)構(gòu)成的溝(14)，把從所述導(dǎo)光板(12)出射面(12b)射出的出射光在其光量為最大時(shí)的方向，限定在與所述導(dǎo)光板(12)出射面(12b)的法線方向成大于1°并小于10°的角度范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK1400498SQ0212656
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者石高良彥 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社