專(zhuān)利名稱(chēng)：反射體及具有該反射體的反射型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射體及具有該反射體的反射型液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
一般地，在液晶顯示裝置的顯示方式中，存在被稱(chēng)為具有后照燈的半透過(guò)型、透過(guò)型的和被稱(chēng)為反射型的方式。反射型液晶顯示裝置是無(wú)后照燈僅利用太陽(yáng)光、照明光等外界光進(jìn)行顯示的液晶顯示裝置，例如，多應(yīng)用在薄型、要求輕量化、低耗電量的便攜信息端末等上。另外，半透過(guò)型液晶顯示裝置，在不能得到充足外界光的環(huán)境中使后照燈點(diǎn)亮以透過(guò)模式動(dòng)作，而在能得到充足的外界光時(shí)以不點(diǎn)亮后照燈的模式動(dòng)作，多應(yīng)用在便攜電話或筆記本型個(gè)人電腦(筆記本型PC)等便攜電子機(jī)器上。
作為現(xiàn)行的反射型液晶顯示裝置，可知一種具有在反射模式的STN(Super-Twisted Nematic)方式用的液晶單元的內(nèi)側(cè)或外側(cè)使用Al膜的鏡面反射體的液晶顯示裝置。
在將如上所述的反射型液晶顯示裝置組裝入如便攜電話或筆記本型PC等的便攜信息端末那樣傾斜使用顯示面的裝置中的情況，如圖10所示，一般地，從相對(duì)液晶顯示裝置的法線方向H的方向觀察的情形多，具體地講，觀察者(使用者)看顯示面(畫(huà)面)時(shí)的主要觀察方向α與法線方向H所形成的角度θ多處在0度至20度的范圍。
圖10是使用于在主體105上具有由反射型液晶顯示裝置構(gòu)成的顯示部100的便攜電話的狀態(tài)的說(shuō)明圖。在圖10中，H是相對(duì)顯示部100所具有的反射型液晶顯示裝置的法線、Q是入射光、ω0是入射角度(例如為30度)。另外，R11是入射角度ω0與反射角度ω相等時(shí)的反射光(鏡面反射)、R12是反射角度ω比入射角度ω0小時(shí)的反射光、R13是反射角度ω比入射角度ω0大時(shí)的反射光。
從圖上可知，觀察者的視點(diǎn)ob通常為靠近法線方向H的反射光的R12方向，更具體的講，集中于從法線方向H到10度的范圍內(nèi)的方向。與此相對(duì)反射光R11、R13在從下仰視顯示面的方向上，很難看清楚。從而，基于觀察者方便利用上的考慮，在確保廣視角的同時(shí)，希望進(jìn)一步提高反射角度比鏡面反射小的方向上的反射率。
但是，在具有使用Al膜的鏡面反射體的現(xiàn)行的反射型液晶顯示裝置中，因?yàn)榇蟛糠秩肷涔庀蜱R面反射及其附近的方向反射(反射率的峰值處在鏡面反射的角度或鏡面反射的附近的角度)，所以從鏡面反射及其周邊的方向觀察的顯示看上去明亮，但從其他的方向觀察的顯示看上去灰暗。
從而，因?yàn)槿粲^察在顯示部具有現(xiàn)行的反射型液晶顯示裝置的便攜電話等的顯示面，則如先所述那樣，觀察者的視點(diǎn)通常集中在靠近法線方向H的方向，所以顯示暗，而另一方面若要觀察明亮的顯示則必須從鏡面反射及其周邊方向觀察顯示，如上所述，從下仰視顯示面的方向不能看清楚。
在此，為了改善這類(lèi)問(wèn)題，而考慮如圖11所示的反射型液晶顯示裝置。
該反射型液晶顯示裝置，大致為在反射模式STN(Super-TwistedNematic)方式用液晶單元172上、從上側(cè)玻璃基板182側(cè)依次積層第1相位差板173a、第2相位差板173b、偏光板174的結(jié)構(gòu)。
液晶單元172，大致為依次積層下側(cè)玻璃基板175、反射體171、上涂層177c、彩色濾光片176、上涂層177a、下側(cè)透明電極層178、下側(cè)取向膜179、與該下側(cè)取向膜179間隔有間隙并對(duì)向配置的上側(cè)取向膜180、上涂層177b、上側(cè)透明電極層181、上側(cè)玻璃基板182的結(jié)構(gòu)。
反射體171，在由鋁構(gòu)成的平板狀的基材171a的表面(基準(zhǔn)面)Sa上相互不規(guī)則地鄰接形成有多個(gè)凹部171e。
該凹部171e的特定縱剖面上的內(nèi)面形狀，由從凹部171e的一個(gè)周邊部Sb1到最深點(diǎn)D2的第1曲線a、和與該第1曲線a相連續(xù)并從凹部的最深點(diǎn)D2到另一周邊部Sb2的第2曲線b構(gòu)成。這些第1曲線與第2曲線a、b，在最深點(diǎn)D2相對(duì)基材表面Sa的傾斜角均為零，并相互連接在一起。第1曲線a的曲率半徑的大小比第2曲線b的曲率半徑小。
在這樣的反射型液晶顯示裝置中，通過(guò)減薄基材171a的厚度，也可作為從液晶單元172的下側(cè)射出的光可透過(guò)基材171a的半透過(guò)反射型液晶顯示裝置來(lái)利用，在這種情況下，在液晶單元172的下面?zhèn)染哂凶鳛楣庠春笳諢簟?br> 但是，在具有如上述那樣的反射體171的反射型液晶顯示裝置中，與具有使用Al膜的鏡面反射體的相比反射角度比鏡面反射角度小的方向(從鏡面反射角度靠近法線方向的方向)的反射率可稍高一些，但近年來(lái)，得到更加明亮的顯示、進(jìn)一步提高顯示特性的愿望變得更加強(qiáng)烈，在如圖11所示的反射型液晶顯示裝置中，難以實(shí)現(xiàn)上述愿望。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而形成的，其目的之一在于提供一種在從靠近相對(duì)反射體的法線方向的方向觀察入射到反射體上的光的反射光時(shí)，具有比其他的視角看起來(lái)明亮的視角特性的反射體。
另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種從靠近相對(duì)反射型液晶顯示裝置的法線方向的方向觀察顯示時(shí)，具有比其他的視角看起來(lái)明亮的視角特性的反射型液晶顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的反射體，其特征在于在形成于基材上的金屬膜或基材的表面上，形成具有光反射性的多個(gè)凹部，上述凹部的內(nèi)面，由連續(xù)為非球面的一部分的周緣曲面和在圍繞于該周緣曲面上的位置所存在的平面的面構(gòu)成，上述多個(gè)凹部，分別具有通過(guò)凹部的最深點(diǎn)的特定縱剖面，上述特定縱剖面，其內(nèi)面的形狀由從凹部的一個(gè)周邊部到最深點(diǎn)的第1曲線、與該第1曲線相連續(xù)并且從凹部的最深點(diǎn)到第1直線的第2曲線、與該第2曲線相連續(xù)到第3曲線的第1直線、和與該第1直線相連續(xù)到另一周邊部的第3曲線組成，上述第2曲線的曲率半徑比上述第1曲線的曲率半徑大，上述第2曲線與第3曲線的曲率半徑相等。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的反射體，通過(guò)變更上述第1～第3曲線的曲率半徑、平面的位置、第1直線的傾斜角度、上述多個(gè)凹部的間距或深度等，可在從靠近相對(duì)反射體的法線方向的方向觀察時(shí)，易控制其具有能夠比從其他的視角看上去明亮的視角特性。
本發(fā)明的反射體，其特征在于在形成于基材上的金屬膜或基材的表面上，形成具有光反射性的多個(gè)凹部，上述凹部的內(nèi)面，由連續(xù)為球面的一部分的周緣曲面和在圍繞于該周緣曲面上的位置所存在的平面的面構(gòu)成，上述多個(gè)凹部，分別具有通過(guò)凹部的最深點(diǎn)的特定縱剖面，上述特定縱剖面，其內(nèi)面的形狀由從凹部的一個(gè)周邊部通過(guò)最深點(diǎn)到第1直線的第1曲線、與該第1曲線相連續(xù)到第2曲線的第1直線、和與該第1直線相連續(xù)到另一周邊部的第2曲線組成，上述第1曲線與第2曲線的曲率半徑相等。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的反射體，通過(guò)變更上述第1～第2曲線的曲率半徑、平面的位置、第1直線的傾斜角度、上述多個(gè)凹部的間距或深度等，可在從靠近相對(duì)反射體的法線方向的方向觀察時(shí)，易控制其具有能夠比其他的視角看上去明亮的視角特性。
在本發(fā)明的反射體中，最好是上述多個(gè)凹部，以各個(gè)特定縱剖面的方向相等、且各個(gè)第1直線取向?yàn)閱我环较虻姆绞叫纬伞?br> 在本發(fā)明的反射體中，上述平面的形狀，也可為俯視呈矩形或圓弧狀。上述平面也可以相對(duì)通過(guò)上述特定縱剖面的軸呈線對(duì)稱(chēng)的方式形成在上述凹部?jī)?nèi)。另外，上述平面也可以相對(duì)通過(guò)上述特定縱剖面的軸呈非線對(duì)稱(chēng)的方式形成在上述凹部?jī)?nèi)。在本發(fā)明的反射體中，作為上述多個(gè)凹部，也可混合設(shè)置具有相對(duì)通過(guò)上述特定縱剖面的軸呈線對(duì)稱(chēng)的平面的、和相對(duì)通過(guò)上述特定縱剖面的軸呈非線對(duì)稱(chēng)的平面的凹部。
在本發(fā)明的反射體中，也可為上述凹部的深度在0.1μm以上3μm以下的范圍內(nèi)不規(guī)則地形成，上述多個(gè)凹部的相鄰接凹部的間距在2μm以上50μm以下的范圍內(nèi)不規(guī)則地進(jìn)行配置。
在本發(fā)明的反射體中，也可是為上述球面的一部分的周緣曲面，傾斜角分布形成在-35度以上+35度以下的范圍。
另外，在本發(fā)明的反射體中，最好是通過(guò)如前所述通過(guò)變更上述第1～第3曲線的曲率半徑、平面的位置、第1直線的傾斜角度、上述多個(gè)凹部的間距或深度等，而具有相對(duì)入射光的鏡面反射角度非對(duì)稱(chēng)的反射率分布，并且，具有反射率的最大值處在比入射光的鏡面反射角度小的反射角度范圍內(nèi)的非正態(tài)分布型的反射特性。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的反射體，比鏡面反射角度小的反射角度范圍內(nèi)的特定角度范圍內(nèi)的特定角度范圍的反射率變高，在實(shí)用的視點(diǎn)上，尤其在相對(duì)反射體的法線方向與主觀察方向所成的角度為0度到20度時(shí)，得到亮度高的顯示。如果在液晶顯示裝置中具有這樣的反射體，則可得到明亮的顯示(畫(huà)面)，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示特性?xún)?yōu)越的液晶顯示裝置。
另外，最好是表示上述反射體的反射率分布的曲線圖為階梯狀，上述反射率的最大值存在于上述階梯狀的曲線的頂部。根據(jù)所示的這樣的反射率分布的反射體，因?yàn)楸如R面反射角度小的反射角度范圍內(nèi)的特定角度范圍的反射率進(jìn)一步變高，所以反射光量靠近觀察者的視點(diǎn)的方向的分布進(jìn)一步變高，在實(shí)用的視點(diǎn)上，尤其在相對(duì)反射體的法線方向與主觀察方向所成的角度為0度到20度時(shí)，可得到亮度進(jìn)一步變高的顯示。
本發(fā)明的反射體，在由基材和在表面具有多個(gè)凹部的金屬膜構(gòu)成時(shí)，將上述金屬膜的厚度設(shè)為8nm以上20nm以下，金屬膜的厚度變薄，可提高從設(shè)在上述反射體的下方側(cè)的后照燈發(fā)出的光的透光性，可作為在反射光與透過(guò)光的兩種情況、均發(fā)揮優(yōu)越特性的半透過(guò)反射型液晶顯示裝置使用。
另外，本發(fā)明的反射體，在由表面具有多個(gè)凹部的基材構(gòu)成時(shí)，將上述基材的厚度設(shè)在8nm～20nm的范圍內(nèi)，使基材的厚度變薄，與將金屬膜的厚度控制在8nm以上20nm以下的范圍內(nèi)時(shí)相同、可作為發(fā)揮優(yōu)越的特性的半透過(guò)反射型液晶顯示裝置使用。
另外，本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置，其特征在于在夾有液晶層的相對(duì)向的基板的一側(cè)基板的內(nèi)面?zhèn)?，從該一?cè)基板側(cè)依次設(shè)有電極及取向膜，在另一側(cè)的基板的內(nèi)面?zhèn)?、在從該另一?cè)基板側(cè)依次設(shè)有電極及取向膜的液晶單元的上述一側(cè)基板的外面?zhèn)然蛏鲜鲆粋?cè)基板與其內(nèi)面?zhèn)人O(shè)的電極之間，設(shè)置有上述任意一項(xiàng)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的反射體。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的反射型的液晶顯示裝置，在從靠近相對(duì)該反射型液晶顯示裝置的法線方向的方向觀察顯示時(shí)，能夠具有比其他視角看上去明亮的視角特性。另外，在具有表示如前所述的非正態(tài)分布型的反射特性的反射體時(shí)，反射光量，靠近觀察者的視點(diǎn)的方向的分布變高，在實(shí)用的視點(diǎn)上，尤其相對(duì)液晶顯示裝置的法線方向與主觀察方向所成的角度為0度到20度時(shí)，可得到明亮的顯示(畫(huà)面)，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示性能優(yōu)越的液晶顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的反射型液晶顯示裝置的局部剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示表示圖1的反射型液晶顯示裝置所具有的反射體的一凹部的俯視圖。
圖3是表示圖2的凹部的特定縱剖面的圖。
圖4是模式地表示圖1的反射型液晶顯示裝置所具有的反射體的一凹部的作用的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例的反射體與現(xiàn)行的反射體的受射角與反射率的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明的反射體的一凹部的另一例的俯視圖。
圖7是表示本發(fā)明的反射體的一凹部的又一例的俯視圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的反射型液晶顯示裝置所具有的反射體的一凹部的俯視圖。
圖9是表示圖8的凹部的特定縱剖面的圖。
圖10是便攜電話所具有的液晶顯示裝置的使用狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖11是表示現(xiàn)行的反射型液晶顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖中1-反射型液晶顯示裝置，1a-顯示面，147-反射體，10-基板(一側(cè)的基板)，163、263-凹部，15、25-透明電極層，16、26-取向膜，20-基板(另一側(cè)基板)，30-液晶層，35b-液晶單元，61-基材，164a、264a-周緣曲面，164b、264b-平面，D-最深點(diǎn)，d-深度，H-法線方向，E、J-第1曲線，G、K-第2曲線，F(xiàn)、L-第1直線，M-第3曲線，Y-特定縱剖面，Y1-軸，S-基準(zhǔn)面，S1、S2-周邊部，θ-角度，θ1～θ7-傾斜角，R1、R2、R3、R5、R6-曲率半徑，ob-視點(diǎn)，α-觀察方向。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不是局限于以下實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1是模式地表示本發(fā)明實(shí)施例1的反射型液晶顯示裝置的局部剖面結(jié)構(gòu)的圖。
在圖1中，該反射型液晶顯示裝置1，是將由對(duì)向夾持液晶層30的透明的玻璃等構(gòu)成的第1基板(一側(cè)的基板)10和第2基板(另一側(cè)的基板)20、通過(guò)呈環(huán)狀設(shè)在該2個(gè)基板10、20的周緣部的密封材一體化粘接的結(jié)構(gòu)。
在第1基板10的液晶層30側(cè)，依次積層形成有反射體147、透明中間層53、用于進(jìn)行彩色顯示的彩色濾光片13、用于使彩色濾光片13的凹凸平坦化的外涂層膜(透明平坦化層)14、用于驅(qū)動(dòng)液晶層30的透明電極層15、和用于控制構(gòu)成液晶層30的液晶分子的取向的取向膜16。另外，在第2基板20的液晶層30側(cè)上，依次積層形成有透明電極層25、上涂層膜24、取向膜26。此外，透明電極層15與透明電極層25以相互俯視呈直角的方式配置、將反射型液晶顯示裝置1設(shè)為無(wú)源矩陣型。
通過(guò)上述的第1基板10與第2基板20、和設(shè)在這些基板之間的各結(jié)構(gòu)部件，來(lái)構(gòu)成液晶單元35b。
在第2基板20的與液晶層30側(cè)相反一側(cè)(第2基板20的外面?zhèn)?，依次積層有相位差板27和偏光板28。該偏光板28的外側(cè)面為顯示面1a。
本實(shí)施例的反射型液晶顯示裝置1所具有的反射體147，例如，在由鋁構(gòu)成的平板狀的基材61的表面(基準(zhǔn)面)S上相互不規(guī)則地鄰接形成多個(gè)具有光反射性的凹部163a、163b、163c、…(一般稱(chēng)為凹部163)，以此在表面設(shè)置多個(gè)微小凹凸?；?1的基準(zhǔn)面S為與基板10相平行的面，是包含形成在基材61的表面的微小凹凸的凸部的頂部的面。
各凹部163，如圖2的俯視圖、圖3的特定剖視圖所示，其內(nèi)面由連續(xù)為大致勺形的非球面的一部分的周緣曲面164a、和圍繞在該周緣曲面164a上的位置所存在的平面164b得到的面構(gòu)成。平面164b如圖2所示為俯視呈圓弧形的形狀。
這些多個(gè)凹部163，分別具有通過(guò)凹部163的最深點(diǎn)D的特定縱剖面Y。該特定縱剖面Y，如圖3所示，其內(nèi)面的形狀由從凹部163的一個(gè)周邊部S1到最深點(diǎn)D的第1曲線J、與該第1曲線J相連續(xù)并從凹部163的最深點(diǎn)D到第1直線L的第2曲線K、與該第2曲線K相連續(xù)到第3曲線M的第1直線L、和與該第1直線L相連續(xù)到另一周邊部S2的第3曲線M構(gòu)成。上述的第1曲線J、第2曲線K與第3曲線M，具有周緣曲面164a的特定縱剖面Y。上述的第1直線L具有平面164b的特定縱剖面Y。上述第1曲線J與第2曲線K，在最深點(diǎn)D相對(duì)基材表面S的傾斜角均為零，并相互連接。
上述圓弧狀的平面164b，如圖2所示，以相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸(沿特定縱剖面Y的軸)Y1呈線對(duì)稱(chēng)的方式形成。
另外，多個(gè)凹部163，以各個(gè)特定縱剖面Y的方向相等、且各個(gè)第1直線L取向?yàn)閱我环较虻姆绞叫纬?，在本?shí)施例中，各個(gè)第1直線L沿靠近觀察者的視點(diǎn)ob的方向(與遠(yuǎn)離觀察者的視點(diǎn)ob的方向X的方向相反的方向、即圖1、圖3的右側(cè)方向)形成。另外，各個(gè)第1曲線J，沿遠(yuǎn)離觀察者的視點(diǎn)ob的方向X的方向形成。此外，圖1、圖3的左側(cè)的方向是光的入射側(cè)。
第2曲線K的曲率半徑R2比第1曲線J的曲率半徑R1要大。另外，第2曲線K的曲率半徑R2與第3曲線半徑R3相等。另外，第1曲線J的曲率半徑在4μm≤R1≤120μm的范圍內(nèi)變化，第2曲線K的曲率半徑在5μm≤R2≤140μm的范圍內(nèi)變化。另外，在圖3中，θ1是第1曲線J的傾斜角，在-80°≤θ1≤0°的范圍內(nèi)變化，θ2是第2曲線K的傾斜角，在0°≤θ2≤3°的范圍內(nèi)變化，θ3是第3曲線M的傾斜角，在20°≤θ3≤35°的范圍內(nèi)變化，θ4是平面164b的傾斜角，換而言之是第1直線L的傾斜角，在3°≤θ4≤20°的范圍內(nèi)變化。
而且，在從平面方向看凹部163時(shí)，在最深點(diǎn)D引出的法線D1與周邊部S1的距離r1比在最深點(diǎn)D引出的法線D1與周邊部S2的距離r2要小。距離r1、r2與各個(gè)曲率半徑R1、R2、R3、傾斜角θ1～θ4相對(duì)應(yīng)來(lái)決定。
因?yàn)榘疾?63的深度d在0.1μm以上3μm以下的范圍對(duì)各凹部取隨機(jī)(不規(guī)則)的值，所以在將反射體147組裝入反射型液晶顯示裝置中時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生干涉條紋，另外，緩和特定視角的反射光量的波峰的集中，能夠使可見(jiàn)區(qū)內(nèi)的反射光量的變化趨于平穩(wěn)。這是因?yàn)槿舭疾?63的深度不滿足0.1μm，則鏡面反射角度的反射率會(huì)變得過(guò)強(qiáng)。
相鄰接的凹部163的間距在2μm以上50μm以下范圍取隨機(jī)(不規(guī)則)的值。這是因?yàn)榧俣ㄏ噜徑拥陌疾?63的間距有規(guī)則性，則具有產(chǎn)生光的干涉色而使反射光著色的不良現(xiàn)象。另外，在相鄰接的凹部163的間距不足2μm時(shí)，制作反射體的凹部上受到制約，加工時(shí)間變得極長(zhǎng)。
如圖4所示，在觀察反射型液晶顯示裝置時(shí)，觀察者的視點(diǎn)ob通常集中在靠近液晶顯示裝置的法線方向H的方向，更具體地講是集中在從法線方向H到20度的范圍W內(nèi)，所以在本實(shí)施例中，在反射體147的表面上設(shè)置有如上所述結(jié)構(gòu)的多個(gè)凹部163，以在該范圍W內(nèi)設(shè)定(設(shè)計(jì))為聚集更多的光。這樣，因?yàn)橥饨绻?入射光)Q從各種各樣的方向向反射體147的凹部163入射，并在凹部163的內(nèi)面上與入射點(diǎn)的傾斜角相對(duì)應(yīng)沿各種各樣的方向反射，所以反射光R作為整體向廣視角的范圍擴(kuò)散，但在本實(shí)施例中，因?yàn)樵谏鲜龇秶鶺內(nèi)設(shè)定為聚集更多的光，所以若從靠近液晶顯示裝置的法線方向H的方向觀察，則與從其他方向觀察的情況相比能看上去更加明亮。
詳細(xì)地講，在本實(shí)施例的反射體147中，各凹部163的內(nèi)面，由連接為非球面的一部分的周緣曲面164a、和存在于由該周緣曲面164a包圍的位置處的平面164b的面構(gòu)成，各個(gè)第1曲線J，以遠(yuǎn)離觀察者的視點(diǎn)ob的方向的方式形成，因此其反射特性，從相對(duì)基材表面S的鏡面反射的方向偏離。即，對(duì)于從oa方向的入射光Q的反射光R，明亮顯示范圍沿從鏡面反射的方向向相對(duì)基材表面S的法線方向H偏移的方向產(chǎn)生偏移。并且，在本實(shí)施例的反射體147中，因?yàn)楦鱾€(gè)第2曲線K、第1直線L、第3曲線M分別沿與第1曲線J相反的方向，即靠近觀察者的視點(diǎn)ob的方向取向形成，所以作為特定縱剖面Y的綜合的反射特性，由第2曲線K及第3曲線M的周邊的面反射的方向的反射率增加，并且與該反射率的大小相比，由第1直線L周邊的面反射的方向的反射率變大，從而，可實(shí)現(xiàn)在特定方向適當(dāng)集中反射光的反射特性。
圖5，表示在實(shí)施例1的反射體147上以入射角30°(在該反射體147引出的垂直線(法線)H、與從垂直線H的一側(cè)觀察顯示的觀察者的視點(diǎn)ob的相反側(cè)照明的外界光Q的光軸所成的角度)照射外界光Q，并將觀察方向α(受射角)從法線位置(受射角0°)到60°偏轉(zhuǎn)時(shí)的受射角(°)與亮度(反射率)的關(guān)系。在圖5中，實(shí)線(1)表示實(shí)施例1的反射體147的受射角與反射率的關(guān)系。
在圖5中，作為比較例1，用單點(diǎn)劃線(2)表示現(xiàn)行使用的圖11所示的反射體171的受射角與反射率的關(guān)系，另外，作為比較例2，用虛線(3)表示現(xiàn)行的使用Al膜的鏡面反射體的受射角與反射率的關(guān)系。
從圖5可知，在比較例2的鏡面反射體中反射率的峰值處在鏡面反射角度的受射角30°，若變得比受射角20°小則反射率會(huì)大幅度地減小，因此認(rèn)為雖然從鏡面反射方向看的顯示看上去明亮，但從其他方向看的顯示看上去很暗。在比較例1的反射體中反射率峰值處在比鏡面反射角度的30度小的范圍內(nèi)，在受射角0°～30°范圍，與比較例2相比呈現(xiàn)出高反射率。
與此相對(duì)，在本實(shí)施例的反射體147中，表示反射率分布的圖的曲線為階梯狀，而且具有相對(duì)入射光的鏡面反射角度呈非對(duì)稱(chēng)的非正態(tài)分布型的反射特性，另外，反射率的最大值存在于比入射光的鏡面反射角度(在本實(shí)施例中受射角為30°)小的反射角度范圍(受射角度范圍)內(nèi)的受射角約15°附近，該反射率的最大值存在于上述階梯狀的曲線的頂部。另外，在該實(shí)施例的反射體147中，受射角0°～約25°的范圍的反射率與比較例1、2相比要高，從而，具有該實(shí)施例的反射體147的反射型液晶顯示裝置1，在從靠近法線方向的方向觀察顯示時(shí)，尤其，在實(shí)用的視點(diǎn)上，與具有比較例1或比較例2的反射體的反射型液晶顯示裝置相比顯示能看上去明亮。
此外，在本實(shí)施例的反射體147上，從圖1或圖3的左側(cè)的方向、以入射角度30度入射外界光Q時(shí)，比鏡面反射角度30度大的反射角度的反射率最高，以該方向作為峰值附近的反射率也變高。
本實(shí)施例的反射體147，因?yàn)橐宰兏?曲線J的曲率半徑R1、第2曲線K的曲率半徑R2、平面164b的位置、第1直線L的傾斜角度θ4、多個(gè)凹部163的間距或深度d等，而變更表示反射體147的反射率分布的曲線圖，賦予其理想的反射特性，所以在從靠近相對(duì)反射體147的法線方向H的方向觀察時(shí)，易控制其具有能夠比其他的視角看上去明亮的視角特性。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的反射型液晶顯示裝置1，通過(guò)具有本實(shí)施例的反射體147，而反射光量，靠近觀察者的視點(diǎn)ob的方向的分布變高，在實(shí)用的視點(diǎn)上，尤其在相對(duì)液晶顯示裝置的法線方向H與主觀察方向α所成的角度θ為0度到20度時(shí)，能得到明亮的顯示(畫(huà)面)，并能夠?qū)崿F(xiàn)顯示性能優(yōu)越的液晶顯示裝置。由此，若把本實(shí)施例的反射型液晶顯示裝置組裝入便攜電話或筆記本型PC等的便攜電子機(jī)器的顯示部，則尤其目視性變得很好。
而且，在實(shí)施例1的反射型液晶顯示裝置中，對(duì)為形成在該裝置所具有的反射體147上的各凹部163的內(nèi)面的一部分的平面164b，以相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈線對(duì)稱(chēng)的方式形成的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但上述平面164b也可如圖6所示相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈非線對(duì)稱(chēng)的方式形成在凹部163內(nèi)。另外，作為設(shè)在反射體147的表面上的多個(gè)凹部163，也可混合設(shè)置如圖2所示的具有相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈線對(duì)稱(chēng)的平面164b的、和如圖6所示具有相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈非線對(duì)稱(chēng)的平面164b的凹部。
在實(shí)施例1的反射型液晶顯示裝置中，對(duì)為形成在該裝置所具有的反射體147上的各凹部163的內(nèi)面的一部分的平面164b、是俯視呈圓弧狀的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但取代俯視呈圓弧狀的平面164b，也可為如圖7所示那樣的俯視呈矩形狀的平面164c。該平面164c，也可以相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈線對(duì)稱(chēng)或非線對(duì)稱(chēng)的方式形成在凹部163內(nèi)。另外，作為設(shè)在反射體147的表面上的多個(gè)凹部163，也可混合設(shè)置具有相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈線對(duì)稱(chēng)的平面164c的、和具有相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸Y1呈非線對(duì)稱(chēng)的平面164c的凹部。另外，作為設(shè)在反射體147的表面上的多個(gè)凹部163，也可混合設(shè)置具有俯視呈圓弧狀的平面164b的和具有俯視呈矩形狀的平面164c的凹部。
(實(shí)施例2)下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例2的反射型液晶顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例2的反射型液晶顯示裝置與圖1所示的實(shí)施例1的反射型液晶顯示裝置1相不同之處，是形成在液晶單元35b內(nèi)所設(shè)的反射體的平板狀的基材61的表面上的多個(gè)凹部的形狀不同。
圖8是形成在本實(shí)施例的反射型顯示裝置所具有的反射體的表面上的凹部263的俯視圖，圖9是該凹部263的特定縱剖視圖。
如圖8與圖9所示，各凹部263的內(nèi)面，由連續(xù)為球面的一部分的周緣曲面264a和存在于該周緣曲面264a所圍繞的位置的平面264b而得到的面構(gòu)成。平面264b如圖8所示為俯視呈圓弧狀的形狀。
這些多個(gè)凹部263，分別具有通過(guò)凹部263最深點(diǎn)D的特定縱剖面Y。該特定縱剖面Y，如圖8所示，其內(nèi)面的形狀，由從凹部263的一個(gè)周邊部S1通過(guò)最深點(diǎn)D到第1直線F的第1曲線E、與該第1曲線E連續(xù)到第2曲線G的第1直線F、和與該第1直線F相連續(xù)到另一周邊部S2的第2曲線G構(gòu)成。上述的第1曲線E與第2曲線G，具有周緣曲面264a的特定縱剖面Y。上述的第1直線F，具有平面264b的特定縱剖面Y。上述第1曲線E，在最深點(diǎn)D相對(duì)基材表面S的傾斜角為零。
上述圓弧狀的平面264b，如圖8所示，以相對(duì)通過(guò)特定縱剖面Y的軸(沿特定縱剖面Y的軸)Y1呈線對(duì)稱(chēng)的方式形成。
另外，如圖8所示，在從平面方向觀察實(shí)施例2的反射型液晶顯示裝置所具有的反射體時(shí)，凹部263的平面方向的中心O與最深點(diǎn)D的位置相一致。
另外，多個(gè)凹部263，以各個(gè)特定縱剖面Y的方向相等、且各個(gè)第1直線F取向?yàn)閱我环较虻姆绞叫纬?，在本?shí)施例中，各個(gè)第1直線F，沿靠近觀察者的視點(diǎn)ob的方向(與遠(yuǎn)離觀察者的視點(diǎn)ob的方向X的方向相反的方向、即圖1、圖9的右側(cè)方向)形成。另外，各個(gè)第1曲線E沿集中至遠(yuǎn)離觀察者的視點(diǎn)ob的方向X的方向形成。而且，圖1、圖9的左側(cè)的方向是光的入射側(cè)。
第1曲線E的曲率半徑R5與第2曲線G的曲率半徑R6相等。另外，第1曲線E的曲率半徑在5μm≤R5≤140μm的范圍內(nèi)。
另外，在圖9中，θ5是第1曲線E的傾斜角，在-35°≤θ5≤3°的范圍內(nèi)變化，θ6是第2曲線G的傾斜角，在20°≤θ6≤35°的范圍內(nèi)變化，從而，周緣曲面264a的傾斜角分布被設(shè)在-35°以上+35°以下的范圍。這是因?yàn)槿糁芫壡?64a的傾斜角分布為-35°以上+35°以下的范圍以外，則反射光的擴(kuò)散角過(guò)大反射強(qiáng)度降低，不能得到明亮的顯示(這是因?yàn)榉瓷涔獾臄U(kuò)散角在空氣中為36度以上，液晶顯示裝置內(nèi)部的反射強(qiáng)度峰值降低，全反射損耗變大)。另外，在圖9中，θ7是平面264b的傾斜角，換而言之是第1直線F的傾斜角，在3°≤θ7≤20°的范圍內(nèi)變化。
凹部263的深度d，基于與上述實(shí)施例1相同的理由，在0.1μm以上3μm以下的范圍內(nèi)對(duì)各凹部取隨機(jī)(不規(guī)則)的值。
相鄰接的凹部263的間距，基于與上述實(shí)施例1相同的理由在2μm以上50μm以下范圍內(nèi)取隨機(jī)(不規(guī)則)的值。
根據(jù)本實(shí)施例的反射型液晶顯示裝置所具有的反射體，通過(guò)變更上述第1與第2曲線的曲率半徑(周緣曲面264a的傾斜角度分布)、平面264b的位置、第1直線F的傾斜角度θ7、上述多個(gè)凹部263的間距或深度d等，而在從靠近相對(duì)反射體的法線方向的方向觀察時(shí)，易控制其具有比其他的視角看上去明亮的視角特性。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的反射型液晶顯示裝置，能夠得到與實(shí)施例1的反射型液晶顯示裝置相同的效果。
此外，在上述實(shí)施例1、2中，作為與透明電極層15相獨(dú)立的層形成反射體147，但如果透明電極層15本身由反射體147來(lái)形成，且將透明電極層15形成在反射體147的位置，則透明電極層能夠兼為反射體，以使反射型液晶顯示裝置的層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。另外，雖然對(duì)在第2基板20與偏光板28之間設(shè)置有1個(gè)相位差板的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可設(shè)置多個(gè)相位差板。
另外，在上述實(shí)施例中，對(duì)把反射從外部入射的光的反射體147內(nèi)置在基板10與基板20之間的反射體內(nèi)置型的液晶顯示裝置的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是在夾持液晶層的2個(gè)基板的外側(cè)設(shè)置反射體147的反射體外置型的液晶顯示裝置。
另外，在上述實(shí)施例中，對(duì)反射體147在基材61的表面設(shè)置多個(gè)如上所述結(jié)構(gòu)的具有光反射性的凹部163的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但作為反射體，也可在形成于基材上的金屬膜的表面上形成多個(gè)如上所述結(jié)構(gòu)的凹部163。作為此時(shí)的基材，可使用丙烯酸類(lèi)保護(hù)膜等有機(jī)膜，作為金屬膜，可使用由Al、Ag等反射率高的金屬材料構(gòu)成的薄膜。
另外，在上述實(shí)施例中，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用在反射型液晶顯示裝置的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可適用在半透過(guò)反射型液晶顯示裝置上，此時(shí)，將反射體147的基材61的厚度控制在8nm以上20nm以下(80以下200以下)的范圍、或在反射體由基材和在表面形成有多個(gè)凹部的金屬膜構(gòu)成時(shí)，將上述金屬膜控制在80nm以上200nm以下(800以下2000以下)的范圍，并在該金屬膜上形成微小開(kāi)口部，而且，也可在第1基板10的外面?zhèn)仍O(shè)置作為用于進(jìn)行透過(guò)顯示的光源的后照燈，此時(shí)也可在該后照燈與液晶單元35b之間設(shè)置第2偏光板。
另外，在上述實(shí)施例中，對(duì)將本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置應(yīng)用在無(wú)源矩陣型的液晶顯示裝置的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于此，也能適用在有源矩陣型的液晶表示裝置中。此時(shí)，例如，只要在構(gòu)成像素的像素電極的上方或下方設(shè)置前面所記載的反射體147即可。
(發(fā)明效果)如上所詳細(xì)的說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的反射體，在從靠近相對(duì)反射體的法線方向的方向觀察入射至該反射體的光的反射光時(shí)，能夠表示出比其他視角看上去明亮的視角特性。
另外，本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置，在從靠近相對(duì)該裝置的法線方向的方向觀察顯示時(shí)，能夠表示出比其他視角看上去明亮的視角特性。
權(quán)利要求
1.一種反射體，其特征在于在形成于基材上的金屬膜或基材的表面上，形成具有光反射性的多個(gè)凹部，所述凹部的內(nèi)面，由連續(xù)為非球面的一部分的周緣曲面和在圍繞于該周緣曲面上的位置所存在的平面的面構(gòu)成，所述多個(gè)凹部，分別具有通過(guò)凹部的最深點(diǎn)的特定縱剖面，所述特定縱剖面，其內(nèi)面的形狀由從凹部的一個(gè)周邊部到最深點(diǎn)的第1曲線、與該第1曲線相連續(xù)并且從凹部的最深點(diǎn)到第1直線的第2曲線、與該第2曲線相連續(xù)到第3曲線的第1直線、和與該第1直線相連續(xù)到另一周邊部的第3曲線組成，所述第2曲線的曲率半徑比所述第1曲線的曲率半徑大，所述第2曲線與第3曲線的曲率半徑相等。
2.一種反射體，其特征在于在形成于基材上的金屬膜或基材的表面上，形成具有光反射性的多個(gè)凹部，所述凹部的內(nèi)面，由連續(xù)為球面的一部分的周緣曲面和在圍繞于該周緣曲面上的位置所存在的平面的面構(gòu)成，所述多個(gè)凹部，分別具有通過(guò)凹部的最深點(diǎn)的特定縱剖面，所述特定縱剖面，其內(nèi)面的形狀由從凹部的一個(gè)周邊部通過(guò)最深點(diǎn)到第1直線的第1曲線、與該第1曲線相連續(xù)到第2曲線的第1直線、和與該第1直線相連續(xù)到另一周邊部的第2曲線組成，所述第1曲線與第2曲線的曲率半徑相等。
3.如權(quán)利要求1或2所述的反射體，其特征在于所述平面的形狀俯視呈矩形或圓弧狀。
4.如權(quán)利要求1或2所述的反射體，其特征在于所述平面以相對(duì)通過(guò)所述特定縱剖面的軸呈線對(duì)稱(chēng)的方式被形成在所述凹部?jī)?nèi)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的反射體，其特征在于所述平面以相對(duì)通過(guò)所述特定縱剖面的軸呈非線對(duì)稱(chēng)的方式被形成在所述凹部?jī)?nèi)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的反射體，其特征在于所述凹部的深度在0.1μm以上3μm以下的范圍內(nèi)不規(guī)則地形成，所述多個(gè)凹部的相鄰接凹部的間距在2μm以上50μm以下的范圍內(nèi)不規(guī)則地配置。
7.如權(quán)利要求2所述的反射體，其特征在于為所述球面的一部分的周緣曲面，其傾斜角分布形成在一35度以上+35度以下的范圍。
8.如權(quán)利要求1或2所述的反射體，其特征在于所述反射體，具有相對(duì)入射光的鏡面反射角度非對(duì)稱(chēng)的反射率分布，并且具有反射率的最大值處在比入射光的鏡面反射角度小的反射角度范圍的非正態(tài)分布型的反射特性。
9.如權(quán)利要求8所述的反射體，其特征在于表示所述反射體的反射率分布的曲線圖為階梯狀，所述反射率的最大值存在于所述階梯狀的曲線的頂部。
10.如權(quán)利要求1或2所述的反射體，其特征在于所述反射體的基材或金屬膜的厚度為8nm以上20nm以下。
11.一種反射型液晶顯示裝置，其特征在于在夾有液晶層的相對(duì)向的基板的一側(cè)基板的內(nèi)面?zhèn)?，從該一?cè)基板側(cè)依次設(shè)有電極及取向膜，在另一側(cè)的基板的內(nèi)面?zhèn)?、從該另一?cè)基板側(cè)依次設(shè)有電極及取向膜的液晶單元的所述一側(cè)基板的外面?zhèn)然蛩鲆粋?cè)基板與其內(nèi)面?zhèn)人O(shè)的電極之間，設(shè)置有權(quán)利要求1或2所述的反射體。
全文摘要
一種反射體及具有該反射體的反射型液晶顯示裝置，該反射體，在基材的表面形成有的多個(gè)凹部(163)，凹部的內(nèi)面由連續(xù)為非球面的一部分的周緣曲面(164a)和在圍繞于該周緣曲面上的位置所存在的平面(164b)的面構(gòu)成，多個(gè)凹部分別具有通過(guò)凹部的最深點(diǎn)(D)的特定縱剖面(Y)，特定縱剖面的內(nèi)面的形狀，由從凹部的一周邊部(S1)到最深點(diǎn)的第1曲線(J)、與該第1曲線相連續(xù)并從最深點(diǎn)到第1直線(L)的第2曲線(K)、與該第2曲線相連續(xù)到第3曲線(M)的第1直線、與該第1直線相連續(xù)到另一周邊部(S2)的第3曲線組成，第2曲線的曲率半徑(R
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1485627SQ0315484
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
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