CN1184518C - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，在其液晶单元(1)的一方透明基板(12)的外面侧通过粘接层设有反射体(30)、在另一方透明基板(11)的外面侧从另一方透明基板(11)侧依次设有2片相位差板14、15及偏光板17，反射体(30)是在表面形成了凹凸面(35a)的反射体用树脂基体材料35上形成具有与凹凸面(35a)的外形形状吻合的凹凸面(36a)的金属反射膜(36)的反射体，且金属反射膜36朝向一方透明基板(12)侧地把该反射体(30)装配在液晶单元(1)上。提供只在液晶板和设在其外观侧的反射体之间设置偏光板，且视角宽、亮显示明亮、高对比度的液晶显示装置。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种在液晶板的外面侧设置反射体的反射体外置型液晶显示装置，详细地说，是涉及一种在液晶板和在设在其外面侧的反射体之间不设偏光板的，视角宽且显示亮度明亮、高对比度的液晶显示装置。
背景技术
一般在液晶显示装置的显示形式中有称为具有背光的半透型、透过型和反射型。反射型液晶显示装置是利用太阳光、照明光等的外光且不用背光显示的液晶显示装置，例如大多用于薄型的要求轻量化、低耗电的便携式情报未端。在该反射型液晶显示装置中具有用于进行反射从显示面侧入射进来的光的反射板、作为该反射板大多用表面为镜面状态的反射板或表面形成凸凹面的反射板。
图19是具有表面上形成凸凹面的反射板的以往的反射型液晶显示装置的大致构成的剖面图。该反射型液晶显示装置50，其具有：设在一对玻璃基板51、52的各个相对面侧上的透明电极层53、54，同时分别在该透明电极层53、54设有液晶反向模55、56，在该定向膜55、56之间配有液晶层所构成的液晶板50a。
然后，在液晶板50a的玻璃基板51的外侧从基板51侧依次设有第1和第2相位差板66、67、第1偏光板68。另外，在液晶板50a的玻璃基板52外侧设有第2偏光板69，并进而通过透明粘接层70在第2偏光板69的外侧贴上反射板70。
该反射板70，如图20所示，是用在例如树脂薄膜71的表面施以喷砂处理而形成凹凸表面，并在该凹凸表面上通过蒸镀的方法形成由铝等构成的反射膜72而形成。把反射膜72侧的面朝向第2偏光板59侧地装配该反射板70。
另外，在图19中，符号65是闭封玻璃基板51、52之间的液晶层57的密封体(密封材料)。
在上述结构的反射型液晶显示装置50中，入射到第1偏光板68的光因该偏光板68而被直线偏光，经偏光后的光通过第2、第1相位差板67、66、液晶层57被椭圆偏光。然后该椭圆偏光了的光通过第2偏光板69而被直线偏光。该直线偏光在反射板70上被反射、再通过为第2偏光板69、液晶层57、第1、第2相位差板66、67从第1偏光板68射出。
但是，作为液晶显示装置的显示性能，通常要求有①解像度、②对比度、③画面亮度、④视角范围宽等良好的视认性。
因此，以往的反射型液晶显示装置50，由于以喷砂而形成凹凸面的反射板70的反射率不好而降低整体的反射率，不能充分满足对在更宽范围反射角度入射光的反射板的要求。因此，具有该种反射板70的反射型液晶显示装置50存在着视角仅为25～35度的比较狭视角、且显示面亮度不足等问题。
另一方面，上述表面与形成镜面状态的反射板的反射特性有关的是，一般与具有凹凸面的上述反射板70相比在对入射角特定的反射角内(E反射角)显示非常高的高反射率，且反射率高的反射角的范围很狭。因此，以往的表面为镜面状反射板的反射型液晶显示装置，有其视角狭窄的问题。
因此，可以考虑用除去下侧玻璃基板52与反射板70之间的第2偏光板69，通过只使用一片置于第2相位差板67上的第1偏光板68作为偏光板的方法，在施加选择电压时使白显示明亮，但是，在这样的反射型液晶显示装置上只减少了一片偏光板，同时由于反射板70的反射率仍然很低，因此存在着不仅亮显示，就是暗显示(黑显示)也都变得明亮的对比度下降的问题。
另外，本发明者们研究了如图21所示的反射体。如图21所示形状的该反射体51是在设在例如玻璃等构成的52上的由感光性树脂层等构成的平板状树脂基片53(反射体用基片)的表面上，连续形成相互重合的其内面为球面一部分的多个凹部54，并在其上用蒸镀或印刷等方法形成铝或银等的薄膜所构成的反射膜。
其浓度在0.1～3mm范围内无序形上述凹部54，另外，在5～50mm范围内无规则地配置邻接的凹部54的间距。另外，凹部54的内面分别为单个球面一部分的曲面且其倾角设定在+18～-18度范围之内。
本说明书中所谓“凹部深度”是从反射体的表面到凹部底部的距离，所谓“邻接凹部间距”是平视时形成圆形凹部的中心距。
另外所谓“倾角”是在特定的纵剖面上凹部54内面的任意处的连线相对于表面的角度。
图21所示的反射体51，具有如后述的比较例(图16)所示的反射特性。图16是入射角为30°时，以纵轴为反射率(反射强度)以横轴为反射角度的反射特性曲线图。
另外，所谓入射角，如图22所示，是直立于反射体51(基体材料表面)的法线H与入射光J形成的角度ω。另外，其反射角是在包含在上述法线H和入射光J的平面上，上述法线H与反射光K形成的角度ω。并且，所谓对基体材料表面的正反射角度是入射角ω和反射角ω所形成的角度。
如图16所示，反射体51的反射特性是在以正反射角度的反射角度30°为中心，在15°≤ω≤45°的范围具有相当良好的反射率。
上述的以往的反射体51，由凹部的存在而取得了具有于范围角度的相当良好的反射率。但是，如图16所示，其反射特性是以反射角15°和45°左右为峰值，而正反射角的反射角度30°附近的反射率低。因此，虽然存在获得了相当良好反射率的范围，但朝向正反射方向的亮度有若干损失。
但是，笔记本型的文字处理器和台式电脑、手表、组装于特定装置上的显示装置大多被用于其光源方向(入射角度)和接受反射光的利用者的视线的角度(反射角度)在某种特定范围内的条件下。因此，考虑到使用者(观察者)使用方便，不是要获得明亮显示的宽范围，而是希望增加某种特定方向的反射强度。
另外，在具有背光的液晶显示装置的情况下，也会出现若利用上述明亮显示范围宽的反射体而使背光出来的光在反射体表面过于散乱、减少向利用率最高的反射角方向射出的光的问题。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种在液晶板与设在其外面侧的反射体之间不设置偏光板，视角宽且亮度显示亮、高对比度的液晶显示装置。
而且，为解决上述问题，本发明的液晶显示装置是在宽范围的角度内具有良好的反射率的另外，可以在希望的范围内的反射方向，特别是在从正反射方向有若干偏移的方向特别地提高反射率，并且在用背光的场合下，通过使用使光不过于散乱的反射体以及该反射体而有宽范围明亮显示的另外，在通常的视野范围有适当提向性的反射型液晶显示装置。
发明内容
本发明的液晶显示装置，其特征在于：具有在挟持液晶层的相对的透明基板的一方透明基板的内面上侧且从该透明侧依次设置的透明电极及向膜、在另一方的透明的内面侧上从该另一方的透明侧依次设有透明电极及定向模的液晶单元的上述一方的透明外面侧上通过粘接层设置的反射体，和在上述另外一方的透明的外面侧上且从上述另外一方透明侧依次设置的2片相对差板及偏光板而成，上述反射体是在表面形成了凹凸面的反射体用树脂基体材料上形成具有与上述凸凹面外形形状相吻合凹凸面的金属反射膜，且上述金属反射膜朝向上述一方透明侧地把上述反射体装在液晶单元上。
上述在表面形成凹凸面的反射体用树脂基体材料，例如，最好使用适合于例如是在把模具面上具有凹凸部的模具压在感光性树脂上的状态下照射光线、使上述感光性树脂层硬化并形成硬化树脂层，然后把上述模具从上述硬化树脂层剥离在表面复印出凹凸面的制作方法。然后，通过通过在具有该凹凸面的反射体用树脂基体材料的表面上形成金属反射膜，而制成与上述反射体用树脂基体材料的凹凸面的形状吻合的具有凹凸面的金属反射膜，该金属反射膜的凹凸面就成了反射体的凹凸面。通过改变压在感光性树脂层上的有凹凸部的模具即可以在上述反射体用树脂基体材料的表面上形成所希望的凹凸面，因此也可以在该凹凸面上形成的金属反射模上形成希望的凹凸面，从而可以提供具有理想的反射特性的反射体。
上述反射体的凹凸面是使具有沿单一方向使上顶部高度相同连续的沿长的多个凸部相互间形成凹部，且与上述单一方向垂直的方向与在该长向凸部之间设置的凹部并设在上述单一方向，最好是无规则地形成各长尺凸部的高度和宽。具有如此凹凸面的反射体、可以抑制不必要方向来的光的反射，可以以特定方向作为中心高效率地反射从特定方向入射的光。
另外，上述反射体的凹凸面上连设了曲面剖面形成为同一R(曲率半径)且向同一方向延伸的多个槽，且为了使从这些槽出来的反射光不发生干涉条纹，最好是不规则地变化该槽宽度。根据具有这样凹凸面的反射体，特别是位于从与槽方向垂直的方向入射的光反射方向涉及范围宽，反射率变高而可以得到明亮的显示面。另外，该反射体因为相邻的上述槽的槽宽相互各异，所以可以使反射方向范围扩大。
另外，上述反射体的凹凸面连设了曲面剖面形状为同一R且向同一方向延伸的多条带状沟，同时也在交差方向形成这些带状沟，为了使该带状沟出来的反射光不发生干涉条纹最好不规则地改变上述交叉的带状沟的各个向同一方向延伸的带状沟的宽度。根据具有这样凹凸面的反射体，特别是由于从与交叉的带状沟的各个方向垂直的方向入射的光的反射方向涉及的范围宽，所以提高了反射率并可得到明亮的显示面。上述交叉的带状沟的交叉方向可以是垂直的，也可以按规定的角度交叉。只要是能起到上述作用，什么样的交叉角度都设有问题。另外，该反射体，特别是因向同一方向延伸的带状沟的相邻的槽的槽宽相互不同，故可以进一步扩大反射方向的范围。
上述反射体凹凸面的带状沟或交叉的带状沟，其各槽的平面形状也可以是直线状，但是最好按规定的曲率弯曲。具有如此凹凸面的反射体，特别是由于有间距及深度无规则的带状沟，更提高了反射率、同时又因带状沟方向弯曲而可以得到视角宽的明亮的显示面。
根据本发明的液晶显示装置，把设在上述液晶单元的上述一方的透明基板外面侧的反射体做成：在表面形成凹凸面的反射体用树脂基体材料上形成具有与上述凹凸面的外形形状吻合的凹凸面的金属反射膜的结构，与以往的液晶显示装置上具备的以喷砂形成凹凸面的反射板相比，提高了反射率、并获得了视角宽的明亮显示面。
在本发明的液晶显示装置中，由于具有上述反射率优越的反射体，所以是在液晶单元的一方向透明基板与反射体之间不设偏光板、在液晶单元的另一方的透明基板的外面侧设置偏光板的结构，即，即使用一片偏光板的结构也可以提高亮显示状态(白显示状态)下的反射率(透过率)提高了亮显示的亮度，其结果提高了对比度，得到了优越的显示特性。例如在本发明的液晶显示装置中，由于即使是只在液晶单元的一方侧设置了偏光板的一片偏光板型也可以获得上述的优越的显示特性，所以与在液晶单元的上下配置偏光板的2片偏光板型的以往的液晶显示装置相比，可以降低成本。
另外，本发明的液晶显示装置是在液晶单元的外侧设置的反射体，另外，可以在常温下把反射体粘接在液晶单元上，因此，可以分别制造液晶单元和反射体，然后把反射体装在该液晶单元上，因此，不会在制造反射体时对液晶单元施加热应力，而且由于在制造反射体时所用的化学制剂等不会沾到液晶单元上，所以可以防止液晶单元的质量降低。
另外，在上述结构的本发明的液晶显示装置中，也可以在构成上述液晶单元的一方透明基板与该在其内面侧的透明电极之间设置滤色镜。
另外，在上述的任何结构的本发明的液晶显示装置中，上述液晶层具有在其厚度方向扭转240°～250°的螺旋结构，上述液晶单元的延迟(ΔndLC)为600nm～800nm，
把通过上述另一方透明基板侧的定向模的定向方向a和上述一方透明基板侧的定向膜的定向方向b在从光的入射侧看时上述定向方向a、b间的方向且与上述定向方向a、b的交叉点o和上述定向方向a、b作成的内角的角度的方向作为法线方向X时，最好设定为：
与上述另一方的透明基板邻接方的相位差板的延迟(ΔndRF1)为100～200nm，且该相位板的相位延迟轴β相对法线方向X的角度(RF1)从光的入射侧看是向逆时针转60°～100°，
与上述偏光板邻接方的相位差板的延迟(ΔndRF2)为300nm～500nm，且该相位差板的相位延迟轴γ相对于上述法线方向X的角度(RF2)从光的入射侧看为向逆时针转90°～140°，
上述偏光板的吸收轴α相对于上述法线方向x的角度(pol)从光的入射侧看为向逆时针方向20°～70°或110°～160°。
根据这样的液晶显示装置，可以得到白显示(亮显示)更明亮、对比度更高的效果。
另外，在上述的任何结构的本发明的液晶显示装置中，上述液晶层具有在其厚度方向被扭转240°的螺旋结构，且上述液晶单元的延迟(ΔndLC)为700nm，
把通过上述另一方透明基板侧的定向模的定向方向a和上述一方透明基板侧的定向膜的定向方向b在从光的入射侧看时，上述定向方向a、b间的方向且与述定向方向a、b的交叉点o和上述定向方向a、b作成的内角的角度的方向作为法线方向X时，最好设定：
与上述偏光板邻接方的相位差板的延迟(ΔndRF2)为425nm，且该相位差板的相位延迟轴γ相对于当述法线方向X的角度(RF2)为从光的入射侧看向逆时针转113度，
上述偏光轴的吸收轴α相对于上述法线方向X的角度(pol)为从光的入射侧看向逆时针转42.5度。
根据如此的液晶显示装置，可得到白显示(亮显示)更明亮，且对比度也更高的效果。
另外，在上述的任何结构的本发明的液晶显示装置中，最好把与上述另一方的透明基板邻接方的相位差板的用下式(1)所示的Nz系数设在-0.5～2.0的范围之内，与上述偏光板邻接方的相位差板的用下式(1)所示的Nz系数设在-0.5～2.0的范围之内。
Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)……式(1)
(式中，nx为相位差板的X轴方向的折射率，ny为相位差板的Y轴方向的折射率，nz为相位差板的Z轴方向的折射率)。
与上述另外一方透明基板邻接的相位差板用上式(1)表示的Nz系数设定为0.5、与上述偏光板邻接的相位差板用上式(1)表示的Nz系数设定为0.3。
根据该液晶显示装置，扩大了显示面的上下左右方向上的对比度的良好范围，因此扩大了显示面的上下左右方向的视角，获得了良好的视角特性。
另外，在上述的任何结构的本发明的液晶显示装置中，把上述另一方透明基板邻接方的相位差板的用上述式(1)所示的Nz系数设为0.5，把与上述偏光板邻接方的相位差板的用上述式(1)所示的Nz系数设为0.3更理想。
根据这样的液晶显示装置，扩大了显示面的上下左右方向上的对比度良好的范围，因此，可获得进一步扩大了显示面的上下左右方向的视角、更优越的视角特性。
另外，在上述任何结构的液晶显示装置中，使用了构成上述液晶层的液晶的复合折射率(ΔnLC)的波长分散特性比与上述另一方透明基板相接方的相位差板的复合折射率(ΔnLC)的波长分散特性以及与上述偏光板相接方的相位差板的复合折射率(ΔnRF1)的波长分散特性小的液晶，因此获得了更高对比度的优越的显示特性。
在用于解决上述问题的本发明中，所提供的反射体是在基体材料的表面上形成具有反光性的多个凹部的反射体，其特征为：这些各个凹部具有通过各凹部的最深点的如下的第1纵剖面和第2纵剖面。
(a)内面的形状是由从凹部的一周边部到最深点的第1曲线和与该第1曲线连接且从凹部的最深点至另一周边部的第2曲线构成、且第1曲线的相对于基片表面的倾斜角的绝对值的平均值比第2曲线的相对于基片表面的倾斜角的绝对值的平均值大的第1纵剖面，
(b)与第1纵剖面垂直且内面的形状为由浅型曲线和在浅型曲线的两侧的比浅型曲线更小曲率半径的深型曲线构成的第2纵剖面。
本说明书中设有特别限定哪个方向的纵剖面作为第1纵剖面，最好从观察者角度看把上下，或前后方向的纵剖面作为第1纵剖面。
该反射体，由于在基体材料的表面形成了具有反光性的多个凹部且这些凹部由曲面(凹面)形成，所以在确保扩大明亮显示范围的同时还具有抑制映入的光扩散性。
另外，这些凹部的内面形状是由在第1纵剖面中的以最深点为界的第1曲线和第2曲线构成，且第1曲线对基片表面的倾斜角的绝对值的平均值比第2曲线对基片表面的倾斜角的绝对值的平均值大的曲线形成。即，第1曲线的倾斜角比较陡、而第2曲线的倾斜比较缓和、且第2曲线一方比第1曲线长。
因此，被第2曲线周边反射的光比被第1曲线周边反射的光多。即，对第2曲线周边面的正反射方向反射的光束密度高。因此，若把各凹部的各个第1曲线的方向集中到特定的方向，则可以增加反射体整体的特定方向的反射强度。
再者，该凹部的内面形状是由在与第1纵剖面垂直的第2纵剖面上由浅型曲线和在浅型曲线的两侧的具有小曲率半径的深型曲线所形成，所以可以提高对正反射方向的反射率。另外，最好深型曲线均匀地分布在浅型曲线的两侧。
其结果是，作为第1纵剖面上的综合反射特性，在正反射角度上具有反射峰值的另外，也增加了面向以第2曲线周边面的射的方向的反射率。即可具有，即充分地确保了正反射方向的反射光，又在特定的方向适当地集中反射光的反射特性。
在本发明中，上述多个凹部最好是各个第1纵剖面及第2纵剖面的方向一致且各个的第1曲线朝一个方向配置。即，各个凹部的第1曲线朝一个方向配置，并且各个凹部的第2曲线也朝一个方向配置。
因此，作为反射体整体，增加了被第2曲线周边面反射方向的反射率。即，具有可以适当地集中朝向特定方向的反射的光的反射特性。
本发明中，上述第1曲线和第2曲线对相互连接位置的基片表面的倾斜角最好为零。另外，在第1曲线的倾角为负，第2曲线的倾角为正时，第1曲线的倾角从负值侧渐渐地接近零、第2曲线的倾角从正值侧渐渐地接近零，在两者连接的位置最好第1曲线和第2曲线任何一方的倾角都为零。
以此，可以平缓地形成凹部内面整体，可以避免减少正反射方向的反射量。
最好在0.1μm～3μm范围内不规则地形成上述多个凹部的深度。
凹部的深度不足0.1μm，则光的散乱效果不充分。超过3μm，则用于实现该深度的基体材料的厚度会过大，对制造及产品都不利。不规则地形成多个凹部的深度可以防止产生规则地形成凹部时容易引起的，以光的干涉为起因的莫耳条纹，并且缓和了在特定视角的反射光量峰值的集中，使视野内的反射光量的变化变得平缓。
上述多个的凹部，最好不规则地相互邻接配置。凹部的间隔相距过大，则凹部与凹部之间就成了平面，所以会增加平面反射、便不能在有限的图像领域内取得充分漫反射效果，所以凹部最好相互邻接地形成。另外，因规则地排列凹部会产生莫耳条纹，所以最好不规则地配置凹部。
本发明还提供设有上述任何一种反射体的反射型液晶显示装置。特别是上述反射体其上述多个凹部的各个第1纵剖面及第2纵剖面的方向相同，且各个第1曲线形成朝单一方向定向，并最好把该反射体的各个凹部的第1曲线设在从观察者角度看位于第2曲线的更上方。
如此，若把全部的凹部的第1曲线设在从观察者看的位于第2曲线的更上方，通常，可以使主要从上方入射来的外光等向观察者脚下方向更偏向基体材料表面的法线方向偏移。
另外，因从观察者看去主要从上方入射来的外光等有效地入射在第2曲线周边的面上，所以增加了全体的反射光量。
另外，通过从第2纵剖面上的浅型曲线的反射，也可以充分确保正反射方向的光量。
因此，增加了向观察者视线方向反射的光量、实现了在实用视点上明亮图像的反射型液晶显示装置。
本发明还提供一种反射体，其特征为：在对基体材料表面的正反射角度上具有反射率峰值的另外，比正反射角度小的反射角度范围的反射率的积分值与比正反射角度大的反射角度范围的反射率的积分值不同。
根据本发明的反射体，当观察者的正常的视角与正反射的方向偏移时，即可以确保正反射方向的反射光，也可以在该正常的视角方向重点地反射光。
本发明提供的反射型液晶显示装置，其特征在于：设有在对基体材料表面的正反射角度上具有反射率峰值、同时比正反射角度小的反射角度范围的反射率的积分值与比正反射角度大的反射角度范围的反射率的积分值不同的反射体，并且把该反射体的上述反射率的积分值大的反射角度范围设在以观察者看去，朝向对基体材料表面的正反射角度上的上方。
根据本发明，通常可以把主要从上方入射的外光等向比观察者脚下方向更朝对基体材料表面的法线方向偏移。
因此，实现了例如作为移动电话机或笔记本电脑的显示装置而使用时增加向观察者视线方向反射的光量、在实用视点上有明亮图像的反射型液晶显示装置。
附图说明
图1是具备本发明的反射型液晶显示装置的便携式情报未端的显示部一实施例的主视图。
图2是本发明的反射型液晶显示装适用于STN型反射型液晶显示装置的第一实施例的剖面图。
图3是第1实施方案的反射型液晶显示装置的局部分解立体图。
图4是第1实施方案的反射型液晶显示装置的偏光板吸收轴(d)、第1相位差板的迟相轴β、第2相位差板的迟相轴γ上定向膜的定向方向a、下定向膜的定向方向b的配置关系平面示意图。
图5是具备第1实施方案的反射型液晶显示装置的反射体立体图。
图6是具备第1实施方案的反射型液晶显示装置的反射体的其它例的立体图。
图7是把光从15度入射时的实施例的液晶显示装置的反射率示意图。
图8是把光从15度入射时的实施例的液晶显示装置的对比度示意图。
图9是把从光15度入射时的比较例的液晶显示装置的反射率示意图。
图10是把从光15度入射时的比较例的液晶显示装置的对比度示意图。
图11是第2实施方案的反射体局部立体图。
图12是第2实施方案的—凹部的立体图。
图13是上述凹部的第1纵剖面的剖面图。
图14是上述凹部的第2纵剖面的剖面图。
图15是第2实施方案的反射体的反射特性说明图。
图16是受光角和反射率关系的曲线图。
图17是第2实施方案的反射型液晶显示装置的叠层结构剖面图。
图18是实施方案的反射型液晶显示装置的使用状态说明图。
图19是表示以往的反射型液晶显示装置概略构成剖面图。
图20是表示具备以往的反射型液晶显示装置的反射板示例立体图。
图21是表示本发明者研究的反射体示例的立体图。
图22是光的入射角及反射角的说明图。
符号说明
1——液晶单元，11——上侧玻璃基板(另一方透明基板)，12——下侧玻璃基板(一方透明基板)，14——第1相位差板(与另一方透明基板邻接的相位差板)，15——第2相位差板(与偏光板邻接的相位差板)，17——偏光板，23——公用电极(透明电极)，24——分段电极(透明电极)，26——上定向膜(另一方透明基板侧的定向膜)，27——下定向膜(一方透明基板侧的定向膜)，30、40——反射体，34——液晶层，35——反射用树脂基体材料，35a—凹凸面，36——金属反射膜，36a、40a——凹凸面，37——透明粘接层，101——反射型液晶显示装置，a——定向方向，b——定向方向，α——吸收轴(偏光轴)，β——相位延迟轴，γ—相位延迟轴，O——交叉点，X——法线方向，101——反射体，102——基体材料，103、103a、103b、103c——凹部，110——反射侧基板，A——第1曲线，B——第2曲线，F、G—深型曲线。
具体实施方式
[第1实施方案]
以下，详细说明本发明的一实施方案。
图1是具有把本发明的液晶显示装置适用于STN型反射型液晶显示装置的实施例的反射型液晶显示装置的便携情报未端显示部的实施例的主视图。
本实施方案的便携信息终端的显示部至少具有：框体2、和收容于该框体2内的本实施方案的反射型液晶显示装置3。该实施方案的反射型液晶显示装置3为横置型。
本实施方案的反射型液晶显示装置3，如图2所示，其概略的构成为：液晶单元1、在该液晶单元1的上侧玻璃基板(另一方透明基板)11的外面侧从上述上侧玻璃基板11侧依次设置了第1相位差板(与另一方透明基板邻接方的相位差板)14、第2相位差板(与偏光板邻接方的相位差板)15和偏光板17，在液晶单元1的下侧玻璃基板(一方透明基板)12的外面侧设有反射体30。
上述液晶单元1其概略的构成为：在夹持液晶体34的相对向的上侧和下侧的玻璃基板11、12的下侧玻璃基板12的内面侧，从下侧玻璃基板12侧依次设置了公用电极(透明电极)23、下定向膜(一方透明基板侧的定向膜)27，在上侧玻璃基板11的内面侧，从上侧玻璃基板11依次设置了分段电极(透明电极)24、上敷层28、上定向膜(另一方透明基板侧的定向膜26。
上述上下的定向膜26、27是常使用的透明的定向膜，例如是经磨擦处理的聚酰亚胺高分子膜。
在该实施例中如图3～图4所示，在从光的入射侧看以向逆时针转的方向为+，以向顺时针转的方向为-时，上定向膜26的定向方向(磨擦方向)a，为-35°～-25°左右的范围，最好设为-30°(+330°)。
另外，在该实施例中如图3～图4所示，当从光的入射侧看以逆时针转向为+、以顺时针转向为-时，下定向膜27的定向方向(磨擦方向)b，为+25°～+35°，最好设为+30°。
此时，把上述定向膜26的定向方向a和下定向膜27的定向方向b，如图4所示，从光的入射侧看时在上述定向方向a、b之间的方向且通过与上述定向方向a、b的交差点O用上述定向方向a、b作成的内角的的角度的方向作为法线方向X。
另外，图3中符号Z为分别与液晶单元1、第1及第2相位差板14、15，以及偏光板17的光入射侧的面垂直的方向。
上述液晶层34最好具有在其厚度方向扭转240°至250°的螺旋结构，最理想的是具有扭转240度的螺旋结构(构成液晶层34的液晶分子的扭转角为240°～250°)，其由：设在上侧和下侧玻璃基板11、12的内侧的上下定向膜26、27和把这些定向膜26、27按规定的间隔相隔接合的密封材料(省略图示)围起来的领域内封入的在常温下呈向列状态的液晶分子构成，且该液晶分子用的是超扭转向列(STN)型的液晶。
作为形成该液晶层34的液晶，使用的是该液晶的复合折射率(ΔnLC)的波长分散特性比第1相位差板14的复合折射率(ΔnRF1)的波长分散特性和第2相位差板15的复合折射率(ΔnRF2)的波长分散特性小的液晶，所以获得了对比度更高、优越的显示特性。构成液晶层34的液晶的ΔnLC的波长分散特性，可以因液晶材料本身的改变而变化。另外，第1及第2相位差板14、15的ΔnRF1、ΔnRF2的波长分散特性可以因相位差板的材料的变更而改变。
上述的上涂层28，是用于确保绝缘性而设的，所以由二氧化硅或二氧化锆ZrO2等无机材料构成。
上述上侧玻璃基板11根据不同种类的液晶显示装置所使用的材料不同，在本实施方案中，是由碱石灰玻璃等构成。该上侧玻璃基板11的厚度也是根据不同的液晶显示装置的种类而不同，但理想的是在0.3至1.1mm的范围内。
作为下侧玻璃基板(乙方的透明基板)12，虽然是根据不同种类的液晶显示装置所使用的材料不同，在本实施方案中，是由含有钠等的碱金属氧化物的碱石灰玻璃等构成。该上侧玻璃基板12的厚度也是根据不同的液晶显示装置的种类而不同，但理想的是在0.3至1.1mm的范围内。
上述反射体30的作用是在对入射光进行反射的同时并使其扩散，用于扩大视角。
该反射体30，是在表面上形成凹凸面35a的反射体用树脂基体材料上形成具有与凹凸面35a外形形状相吻合的凹凸面36a的金属反射膜36的反射体、且该凹凸面36a为反射面。
作为形成金属反射膜36的材料，可以用铝或铝合金或者用银或银合金，若其它的材料也具有优良的反射性，当然也可适当地适用。
该金属反射膜36的凹凸面36a，例如图5所示，是曲面剖面形状为同一R(曲率半径)且向同一方向延伸连设的多个带状沟46……，且为了使从这些带状沟46来的反射光不产生干涉条纹而不规则地改变其槽宽。上述R若超过100μm则带状沟会被看出并会大幅度降低液晶显示装置的显示质量，所以最好在100μm以下。另外，当R为可视光指令以下的数值，即小于0.4μm时，由于得不到有效的反射特性，所以最好R在0.4μm以上。
该反射体30，是把金属膜36朝向下侧玻璃基板(一方透明基板)12侧、用含有氟的环氧系材料等构成的透明粘接层37贴在液晶单元1的下侧基板12上。
上述的液晶单元1的双折射率(ΔnLC)和液晶单元1厚度d的乘积的延迟(ΔndLC)值，被设定在600nm～800nm的范围(测定波长589nm)。ΔndLC在上述范围以外时，则白显示变暗，并且对比度会降低。
另外，上述ΔndLC的理想范围是690nm～705nm，更理想的是设定在700nm，此时从获得高对比度、获得良好的白黑显示方面考虑比较理想。
上述第1及第2相位差板14、15，是由1或2轴延伸的聚乙烯醇或聚碳酸脂的薄膜板成，其延伸方向为迟相轴。
第1相位差板14的ΔndRF1被设定在100nm～200nm的范围(测定波长589nm)。ΔndRF1若在上述的范围之外，则得不到高对比度或明亮的白显示。上述ΔndRF1最理想的是设定为169nm。
另外，第1相位差板14的相位延迟轴β，如图3～图4所示，其相对上述法线方向X的角度(RF1)设定在从光入射侧看逆时针转+60°～100°。相位延迟轴β若不设在上述的范围内则得不到高对比度或明亮的白显示。上述相位延迟轴β相对上述法线方向X的角度(RF1)设在从光入射侧看逆时针转82°可以获得高对比度下的良好的白黑显示。
第2相位差板15的ΔndRF2被设定在300～500nm的范围内(测定波长589nm)。ΔndRF2若在上述范围之外，则得不到高对比度或良好的白黑显示。最好是ΔndRF2设在425nm比较理想。另外，第2相位差板15的相位延迟轴γ，如图3～图4所示，其相对法线方向X的角度(RF2)设定在从光入射方向看逆时针转+90°～+140°。相位延迟轴γ若不设定在上述范围内，则得不到高对比度或明亮的白显示。把相位延迟轴γ相对上述法线方向X的角度(RF2)设在从光入射方向看逆时针转+113度，则可以获得高对比度下的良好的白黑显示的理想效果。
另外，第1相位差板14其用上述公式(1)所示的Nz系数被设在-0.5～2.0的范围之内、第2相位差板15其用上述公式(1)所示的Nz系数被设在-0.5～2.0的范围之内，故扩大了液晶显示装置3的显示面5的在上下左右方向的对比度良好的范围，因此，可以获得显示面105的上下左右方向的宽视角的优越的视角特性。
另外，第1相位差板14其用上述公式(1)所示的Nx系数被设为0.5，第2相位差板15其用上述公式(1)所示的Nx系数被设为0.3，则进一步扩大了显示面的上下左右方向上的对比度良好的范围，因此，可获得显示面的上下左右方向的视角更宽、更具优越视角特性的结果。
上述偏光板17，如图3及图4所示，其相对上述法线方向X的角度(pol)设定在从光入射侧看向逆时针转+20度～+70度或+110～+160度范围之内。
偏光板17的吸收轴α若不设定在上述范围内，则得不到高对比度下的良好的白黑显示。该吸收轴α其相对上述法线X方向的角度(pol)设定为从光入射侧看向逆时针转42.5度，如此可以获得高对比度或良好的白黑显示的效果。
本实施方案的反射型液晶显示装置中，设在液晶单元1的下侧玻璃基板12的外面侧的反射体30其结构为：通过在表面形成了凹凸面35a的反射体用树脂基体材料35上形成具有与凹凸面35a的外形形状吻合的凹凸面36a的金属反射膜36，因此与装在以往的液晶显示装置上的用喷砂形成凹凸面的反射板相比提高了反射率、可获得视角宽的明亮的显示面。
在本实施例的液晶显示装置中由于具备上述反射率优越的反射体30，所以即使是不在液晶单元一方的透明基本与反射体之间设置偏光板、只在液晶单元1的上侧玻璃基板11的外面侧设置偏光板的结构，即，只有一片偏光板的结构，也能提高亮显示状态(白显示状态)下的反射率(透过率)，所以亮显示变明亮，其结果是，提高了对比度，获得了优越的显示特性。以如此的本实施例的液晶显示装置，即使是只在液晶单元1的一方侧设置偏光板的一片偏光板型也可以获得上述的优越的显示特性，因此，与在液晶单元的上下配置偏光板的二片偏光板型的以往的液晶显示装置相比，可以降低成本。
另外，由于本实施方案的液晶显示装置是在液晶单元1的外侧设置反射体30，并且在把反射体30装在液晶单元1上时，可以在常温下粘接，所以可以分别制造液晶单元和反射体、把反射体后安装在该液晶单元1上，在制造反射体30时不会对液晶单元1施加热应力，同时在制造反射体30时的化学制剂等不会沾到液晶单元1上，故可以防止液晶单元的劣化。
另外，在本实施方案的液晶显示装置中，通过把液晶层34在其厚度方向扭转的角度、液晶层34的液晶的ΔndLC、第1相位差板14的迟相轴β的相对上述法线方向X的角度(RF1)、第1相位差板14的ΔndRF、第2相位差板15的迟相轴γ的相对上述法线方向X的角度(RF2)、第2相位差板15的ΔndRF2、偏光板17的偏光轴α的相对上述法线方向X的角度(pol)都设定在上述理想的范围之内，而获得了白显示(亮显示)更明亮、对比度更高的效果。
另外，通过把第1、第2相位差板14、15的上述公式(1)所示的Nz系数设定在上述理想的范围之内，扩大了显示面上下左右方向的良好对比度的范围、因此而扩大了显示面上下左右方向的视角、获得了更优越的视角特性。
另外，在本实施方案的液晶显示装置中，说明的是作为反射体30，使用连设曲面剖面形状为相同R(曲率半径)且向同一方向延伸的多个带状沟46，并且具有不规则地变换这些带状沟46槽宽的凹凸面36a的金属反射膜36的情况，但是例如，如图6所示，也可以使用具有连设曲面剖面形状为相同R且向同一方向延伸的多个带状沟46……并且沿交叉方向形成该带状沟46……、为不发生因从这些槽出来的反射光的干涉条纹而把上述交叉的带状沟46……的各个向同一方向延伸的带状沟的宽度做不规则的变化的凹凸面40a的金属反射膜36的反射体40，具备有如此凹凸面40a的反射体40的液晶显示装置，特别从与交叉的带状沟46……的各个方向垂直的方向入射的光的反射方向涉及的范围宽，所以反射效率更高可以得到明亮的显示面。
另外，在本实施方案的液晶显示装置中，说明的是显示面为横向长的情况，但也可以是纵向长的显示面。
另外，说明的是在上定向膜26与分段电极24之间涂有上涂层28的状况，但也不是必需要设置上涂层28，要根据液晶显示装置的种类和所要求的特性而适当地设置。
另外，在本实施例的液晶显示装置中，说明的是白黑显示型的液晶显示装置，但也可以在公用电极23与下侧玻璃基板12之间设置滤色镜作为反射型彩色液晶显示器，此时，在公用电极23与滤色镜之间，最好设置用于使因滤色镜而产生的凹凸平坦化的第1外套层。
另外，在本实施例中，说明的是反射型液晶显示装置，但也可以使用由透光性树脂材料构成的反射体用树脂基体材料35，并且使金属反射膜36的厚度在80～50的范围之内而制成的半透过反射型液晶显示装置。此时，要在反射体30的下方侧设置背光等的光源。
[第2实施方案]
图11是适用于前面所说明的液晶显示装置3的反射体的第2实施方案示意图。如图11所示，本实施例的反射体101是在例如由铝构成的平板状的基体材料102的表面S(基准面)上，不规则地形成相互邻接的具有反光性的凹部103a、103b、103c……(以下，总括称为凹部103)。
这些凹部103……其详细的内面形状如图12～图14所示。图12是凹部103的立体图、图13是纵剖面X上的凹部103的剖面图、图14是与纵剖面X垂直的纵剖面Y的剖面图。
如图13所示，凹部103的纵剖面X的内面形状是由从凹部的一周边部S1到最深点D的第1曲线A和与该第1曲线A相连接且从最深点D到另一周边部S2的第2曲线B构成。在图13上的向右下的第1曲线A和向右上的第2曲线B，在最深点D的对基体材料102的表面S的倾斜角都为零，且相互平缓地连接在一起。
第1曲线A的对基体材料表面S的倾斜角要比第2曲线B的倾斜角陡，且最深点D位于从凹部103中心O向X方向偏移的位置。即，第1曲线A的对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值，比第2曲线B的对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值大。把凹部103a、103b、103c……的第1曲线A的相对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值不规则地散乱在2～90°范围之内。而把凹部103a、103b、103c……的第2曲线B的相对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值不规则地散乱在1～89°范围之内。
另一方面，如图14所示，凹部103的纵剖面Y的内面形状为对凹部103的中心基本上左右对称，其最深点D周边是曲率半径大，即，近乎直线的浅型曲线E。另外，浅型曲线E的左右是曲率半径小的深型曲线F、G。凹部103a、103b、103c……的浅型曲线E的对基体材料表面S的倾斜角的绝对值全在10°以下。另外，凹部103a、103b、103c……的深型曲线F、G对基体材料表面S的倾斜角的绝对值也不规则地散乱于例如2～90°的范围内。
另外，最深点D与基体材料表面S的距离是形成凹部103的深度d，该深度d，就凹部103a、103b、103c……而言分别不规则地散乱设定在0.1μm～3μm范围之内。
在本实施方案中，凹部103a、103b、103c……的各剖面X都是同一方向的。同样，凹部3a、3b、3c……的各剖面Y也都是同一方向的。另外，各个第1曲线A也形成单一方向的定向。即，即使是任何凹部103a、103b、103c，其如图12、图13所示的X方向都是在同一方向，当然各凹部的X方向和Y方向也可以在设有妨碍的范围内有2°～10°左右的偏移。
在本实施方案的反射体1中，由于各个第1曲线A形成了单一方向的定向，所以其反射特性，如图15所示，会有从相对于基体材料表面S的正反射方向的若干偏移。
即，如图15所示，相对于从X方向的斜上方的入射光J的反射光K在比正反射方向K0更偏向基体材料表面S的法线H方向的方向偏移了明亮的显示范围。
另外，在与第1纵剖面X垂直的第2纵剖面Y上由于形成了各个曲率半径大的浅型曲线E和在浅型曲线两侧的曲率半径小的深型曲线F、G，所以可提高对于基体材料表面S的正反射方向的反射率。
其结果如图16所示，作为第1纵剖面上的综合反射特性，在正反射角度(此时约为30°)上有反射率的峰值，同时也增加了第2曲线B周边的面所反射的方向的反射率。即可以获得，即充分确保了正反射方向的反射光，又可在特定方向适当地集中反射光的理想的反射特性。
即，图16是对本实施方案的反射装置1的显示面以30°入射角照射外光，以相对于显示面(基体材料表面)的正反射方向的30°为中心从垂线(法线)位置(0°)到60°摆动受光角时的受光角(θ°)与亮度(反射率)的关系图。在图16中，作为比较例也表示了使用以往的本发明者所提出的具有球面状凹部的反射体的反射型液晶显示装置的受光角与反射率的关系。
如图16所表明，对于比较例在受光角约15°～45°的范围内所示的几乎均等的半圆锥型的反射率，本实施方案的反射体在相对于基体材料表面S的正反射角的30°上具有反射率的峰值，另外，在小于正反射角30°的反射角范围内的反射率的积分值要比大于正反射角的范围内的反射角范围的反射率的积分值大。即，即可以确保正反射方向的亮度，又可以在角度20°前后的视野内，换言之即法线附近，侧获得更明亮的理想的亮度。
该实施方案的反射体101的制造方法没有特殊的限定，例如可以用以下的制造方法。
首先，制作具有使上述凹部的形状变成凸面的前端形状的冲头(打孔工具)，把该冲头的前端对向铝基体材料、保持一定的冲头对铝基体材料的定向方向、并不规则地改变冲刻的冲程，同时不规则地变化冲刻间隔地冲刻铝基体材料的规定的全部区域。把冲刻冲程调节在凹部深度所规定的范围之内。无规则地变更调节冲刻间隔以免发波纹。
图17是装有本实施方案的反射体101的反射型液晶显示装置100的叠层结构剖面图。
图17所示的该反射型液晶显示装置100是由夹持液晶层130的透光性的显示侧基板120和反光性的反射侧基板110相对配置而成。显示侧基板120的外侧面为显示面，在反向侧基板110上组装反射体101。
反射侧基板110是从下层依次叠层：玻璃基板111、反射体101、透明夹层113、滤色镜层114、透明平整层115、由ITO(Indium Tin Oxide)膜或氧化锡薄膜等构成的透明电极116、以及定向层117，而且夹持液晶层130的面向显示面侧配置的显示侧基板120是从液晶层130侧依次叠层：定向层121、绝缘层122、ITO膜或氧化锡薄膜等的透明电极123、玻璃基板124、以及相位差板14、15和偏光板17。另外，在本实施方案中，所述相位差板14、15和偏光板与上述的第1实施方案的相位差板14、15和偏光板17相同。即，相位差板14、15的延迟(ΔndRF1、ΔndRF2)为图3和图4及前面说明的关系，偏光板17的迟相轴β也是前面的关系。同时在第2实施例的结构中，液晶单元的延迟(ΔTndLC)和磨擦方向及液晶的扭转角也和前面的第1实施方案的液晶单元1的情况相同。
另外，夹持液晶层130的透明电极116和透明电极123构成了其形成相互垂直的条纹状，且以其交点区域作为画面元素的单纯矩阵型的液晶装置。
在该实施方案的反射型液晶显示装置100中，其中凹部103a、103b、103c……的第1曲线A比倾斜缓和的第2曲线B更向X方向侧地装上反射体101。因此，以该X方向为上侧，用于文字等的显示。
图18是表示如此的液晶显示装置100的使用状态的说明图。在图18中为了方便说明只表示反射型液晶显示装置100的第1曲线A和第2曲线B，省略其它构成部件的图示。
如此的反射型液晶显示装置100被把X方向朝上地(从观察者侧看向上)组装在移动电话或笔记本电脑上。如图18所示，通常在此时上把反射型液晶显示装置100保持在以X方向作为斜上方的相对水平面倾斜的方向。把上述反射体的上述反射率的积分值大的反射角度范围设置在从观察者看相对于基体材料表面的正反射角度的更上方。即，在使用时，其各个凹部的第1曲线A设置在从观察者看比第2曲线B更上方的位置。因此，观察者可以通常是从水平的斜上方向下看该反射型液晶显示装置100。
此时，从以上方为主的入射的外光(入射光J)的反射光K主要被第2曲线B周边的面所反射，如图5的说明所示，是向观察者的脚下方向(斜下侧)难以反射、且向正反射方向K。更上的方向(斜上方侧)重点地反射。
因此，观察者的通常的观察范围和明亮显示范围一致，可以实现实用上极明亮的显示状态。
再者，如图17所示的实施方案的反射型液晶显示装置，是分层形成了反射体101和透明电极116，但如果按照反射体101形成透明电极116本身、且把透明电极116形成于图17的反射体1的位置，透明电极可以兼做反射作用，而使反射型液晶显示装置的层结构简单化。此时，因为反射体101必需要有导电性，所以最好由Al或Ag等的导电性金属膜做成。
另外，上述反射体若是用例如半透明反射镜的半透明半反射性的基体材料做成、且配置在液晶板的背面作为照明板即可获得，当外光明亮时可作为反射型、当外光变暗时如果点亮上述照明板即可以作为透光型使用的半透光半反射型的液晶显示装置。在该场合下使用前面的金属薄膜，适当地减薄金属膜可以容易地使其半透明化，例如用铝蒸镀薄膜使其厚度在50～500的范围之内即可。因此，在本发明中也包含半透光反射型的液晶显示装置。
另外，若在上述显示侧基板20的显示面侧设置正面光，可以获得当外光明亮时只利用外光，当外光变暗时点亮上述的正面光的正面光型的反射型液晶显示装置。因此，该正面光型的液晶显示装置也包含在本发明之中。
另外，本发明的液晶驱动方式没有特别的限定，除了上述单纯矩阵型以外，也同样可适用于使用薄膜晶体三极管或薄膜二极管的有源矩阵型、或分段电极驱动型。这些液晶显示装置的任何一个都包含在本发明之内。
[实施例]
以下，根据实施例及比较例进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。
(实验例1)
调查了如图1～图5所示的实施方案的反射型液晶显示装置中的显示特性。
构成该液晶单元的上下定向膜，用的是PSI-2501(商品名；ChissoCorporation制)并进行了液晶扭转角为240度的定向处理。作为此时的上定向膜的定向方向a对上述法线方向X形成的角度从光的入射侧看为+330度(-30度)、下定向膜的定向方向b对上述法线方向X形成的角度从光的入射侧看为+30度。作为液晶层的液晶使用的是AP-4365LF(商品名；chisso Petrochemical Corporation制)。第1相位差板用的是NRZ-170(产品名；日东电工株式会社制，材质：聚碳酸脂)，第2相位差板用的是NRZ-450(产品名；日东电工株式会社制，材质：聚碳酸脂)，偏光板用的是NPF-SEG1425DU(产品名；日东电工株式会社制)。
反射体是：对用具有凹凸部的硅模具在表面形成凹凸面的丙烯酸系感光性树脂基体材料(反射体用树脂基体材料)照射紫外线使其固化、并在该感光性树脂基体材料上形成厚度为150nm左右的铝膜。该反射体的表面的凹凸面是如图5所示的曲面剖面形状为同一R曲率半径且向同一方向延伸的连设的多个带状沟、并且使从这些槽的反射光不产生干涉条纹地不规则地改变这些槽宽。
把液晶单元的ΔndLC(测定波长589nm)、第1相位差板的ΔndRF1、第1相位差板的迟相轴β对上述法线方向X的角度(RF1)、第2相位差板的ΔndRF2、第2相位差板的迟相轴γ对上述法线方向X的角度(RF2)、偏光板的吸收轴α对法线方向X方向的角度(pol)分别设定为如下述表1所示的数值(样品No.1～17)。
关于样品No.1～17的反射型液晶显示装置的显示特性做了如下调查。此时的显示特性按光源、偏光板、第2相位差板、第1相位差板、液晶单元、反射体的顺序排列，在受光角0度接受在方位角为逆时针转90度的方向从图3～图4的Z方向(法线方向)转-30度的方向对液晶单元入射光时的向Z方向反射光时，对标准黑色显示方式(N/B)的白显示状态(施加电压2.20V)下的Y(亮度)值和对比度作评价。此时的评价标准是：Y值大于40时为亮度良好，对比度大于50时为对比度良好。其结果如下表1～2所示。
[表1]
样品No.   液晶层      第1相位差板        第2相位差板   偏光板     Y 对比度
ΔndLC(nm) ΔndRF1(nm) RF1(°) ΔndRF2(nm)   RF2(°)  pol(°)
1     630     175    80.0     330     122.0    62.0   40.71   77.2
2     650     175    80.0     330     122.0    62.0   43.03   219.8
3     670     175    80.0     340     120.0    54.0   44.71   53.2
4     700     131    68.0     377     99.0    24.5   43.78   93.5
5     720     140    70.0     410     100.0    25.0   46.44   111.3
6     720     160    80.0     370     114.0    40.0   47.31   51.0
7     720     180    90.0     330     130.0    65.0   47.17   59.2
  8     740     170   85.0     370     124.0   53.0   46.66   57.3
  9     760     170   75.0     450     105.0   34.0   47.10   64.4
  10     780     170   75.0     450     105.0   34.0   44.07   86.6
[表2]
  样品No.    液晶层       第1相位差板           第2相位差板   偏光板     Y   对比度
ΔndLC(nm) ΔndRF1(nm)  RF1(°) ΔndRF2(nm)     RF2(°)  pol(°)
  11     580     175    80.0     330     122.0    62.0    41.2    8.3
  12     630     210    80.0     330     122.0    62.0    38.4    9.1
  13     630     175    55.0     330     122.0    62.0    46.3    1.8
  14     630     175    80.0     290     122.0    62.0    31.0    32.4
  15     630     175    80.0     330     145.0    62.0    43.5    1.2
  16     630     175    80.0     330     122.0    15.0    47.4    1.6
  17     630     175    80.0     330     122.0    75.0    44.2    5.5
如上述表1及表2所示的结果所表明，液晶单元的ΔndLC、第1相位差板的ΔndRF1、第1相位差板的迟相轴β对上述法线方向X的角度(RF1)、第2相位差板的ΔndRF2、第2相位差板的迟相轴γ对上述法线方向X的角度(RF2)、偏光板的吸收轴α对上述法线方向X的角度(pol)的任何一项没设定在理想的范围内的样品No.11～17，处于或是对比度不足33、或是白显示状态的Y值不足39的暗状态。
对此，液晶单元的ΔndLC、第1相位差板的ΔndRF1、第1相位差板的迟相轴β对上述法线方向X的角度(RF1)、第2相位差板的ΔndRF2、第2相位差板的迟相轴γ对上述法线方向X的角度(RF2)、偏光板的吸收轴α对上述法线方向X的角度(pol)的任何一项都设定在理想的范围之内的样品No.1～10，其对比度都大于51，而且白显示状态的Y值为超过40的极明亮，表明可以获得白显示亮、高对比度的优越显示特性。特别是样品No.2和5，获得了白显示明亮、且对比度超过110以上的极高的效果。如果是这样的液晶显示装置，当用肉眼观察时，见到的不是以往的液晶装置那样，背景颜色为浅绿色或多少近乎绿色的颜色，而可以看到如白纸的白色。
(实验例2)
作为实施例对样品No.4的反射型液晶显示装置的特性作了如下调查。
此时的显示特性，调查的是在方位角330度的方向、从图3的Z方向(分别与液晶单元1、第1相位差板14、第2相位差板15及偏光板17的入射侧的面垂直的方向)转15度把光源的光(直径22mm，光通量500勒克斯)对液晶单元照射时的反射率及对比度。其结果如图7～图8所示。
图7是光从15度照射实施例的反射型液晶显示装置时的观察观角(受光角)与反射率的关系图，图8是从15度向实施例的反射型液晶显示装置入射光时的观察角(受光角)与对比度的关系图。
作为比较例，调查了如图19及图20所示的以往的反射型液晶显示装置的显示特性。
作为比较例的反射型液晶显示装置液晶，用的是AP-4268LA(商品名；Chisso Petrochemical Corporation制)。另外，液晶单元的Δnd(液晶层的液晶双折射率Δn与液晶层厚度d的乘积)为860nm(测定波长589nm)。作为第1相位差板，用的是NRF-430(商品名；日本电工株式会社制，材质：聚碳酸酯)，作为第2相位差板，使用NRF-430(商品名：日东电工株式会社制，材质：聚碳酸酯)。上侧偏光板(第1偏光板)用的是NPF-EG-1225DU(商品名；日本电工株式会社制)。下侧偏光板(第2偏光板)用的是NPF-EG-1225DU(商品名；日东电工株式会社制)。反光板用的是以喷砂处理在树脂薄膜表面形成凹凸面，并在该凹凸面上用蒸镀法形成厚度为26～28nm(铝膜的全光透过度(T)＝10％)左右的铝膜。其它的材料用的是与上述实施例使用的相同材料。
另外，该比较例的反射型液晶显示装置设定为：液晶单元的Δnd为860nm、第1相位差板的迟延为430nm、第1相位差板的迟相轴对上述法线方向X的角度为从光的入射侧看逆时针方向转70度、第2相位差板的迟延为430、第2相位差板的迟相轴对上述法线方向X的角度为从光的入射侧看逆时针转25度、第1偏光板(上侧偏光板)的吸收轴与上述法线方向的角度为从光的入射侧看去的逆时针转5度，第2偏光板(下侧偏光板)的吸收轴对上述法线方向的角度为从光的入射侧看逆时针转5度。
然后，和上述实施例一样，调查在以15度入射光时的观察角(受光角)与反射率的关系及以15度入射光时的观察角与对比度之间的关系。其结果如图9～图10所示。
图9是在从15度照射比较例的反射型液晶显示装置时的观察角(受光角)与反射率的关系图，图10是在从15度照射到比较例的反射型液晶显示装置时的观察角(受光角)与对比度的关系图。
比较图7与图9所示的结果，其实施例的反射型液晶显示装置的亮显示状态下的高反射率的范围比比较例的反射型液晶显示装置的宽。特别是在其观察角为0°～12°及16°～34°时，实施例的反射型液晶显示装置明显地比比较例的反射型液晶显示装置的反射率多。
另外，比较图8与图10所示的结果，其实施例的反射型液晶装置显示面的对比度大的范围明显地比比较例宽。特别是在观察角为0°～10°及18°～46°时，实施例的反射型液晶显示装置明显地比比较例的反射型液晶显示装置的对比度高，因此，根据实施例的反射型液晶显示装置，可以获得视角宽的显示面，并可明显地改善视角依存性。
如以上所说明，根据本发明的液晶显示装置，用在表面形成凹凸面的反射体用树脂基体材料上形成具有和上述凹凸面的外形形状吻合的凹凸面的金属反射膜的方法制造的设在上述液晶单元的上述一方透明基板外面侧的反射体，与以往的液晶显示装置所具备的用喷砂形成凹凸面的反射板相比，提高了反射率，取得了视野宽的明亮的显示面。
在本发明的液晶显示装置上由于具备了上述的反射率优越的反射体，所以即使是在液晶单元的一方透明基板与反射体之间不设偏光板、只在液晶单元的另一方透明基板的外面侧设置偏光板的结构、即1片偏光板的结构，也可以提高在亮显示状态下的反射率，使亮显示变得明亮，其结果是提高了对比度、获得优越的显示特性。在如此的本发明的液晶显示装置中，即使是只在液晶单元的一侧设置偏光板的一片偏光板型也可以获得上述的优越的显示特性，所以，与在液晶单元的上下侧配置偏光板的二片偏光板型相比，可以降低成本。
另外，本发明的液晶显示装置是把反射体设在液晶单元外侧，而且在往液晶单元上装配反射体时、可以在常温下粘贴，所以可以分别制造液晶单元和反射体，然后再装配到该液晶单元上，这样在制造反射体时不会对液晶单元施加热应力、同时制造反射体时使用的化学制剂等也不会沾到液晶单元上，故可以防止液晶单元质量恶化。
另外，本发明的液晶显示装置，特别是把上述液晶层在其厚度方向扭转的角度、上述液晶层的液晶的ΔndLC、与上述另一方透明基板邻接方的相位差板的迟相轴β的对上述法线方向X的角度(RF1)、该相位差板的ΔndRF、与上述偏光板邻接方的相位差板的迟相轴γ的对上述法线方向X的角度(RF2)、该相位差板的ΔndRF2、上述偏光板的偏光轴α的对上述法线方向X的角度(pol)都设定在上述理想的范围内，而获得了白显示更明亮、对比度更高的显示装置。
另外，把与上述另一方透明基板邻接方的相位差板和与上述偏光板邻接方的相位差板的各个Nz系数都设在理想的范围内，以扩大了显示面的上下左右方向上的对比度良好的范围，因此，扩大了显示面的上下左右方向的视角、获得了视角特性更优越的液晶显示装置。
另外，在具备与本发明有关的反射体的液晶显示装置中，在基体材料的表面形成多个具有反光性的凹部、其各个凹部是具互相垂直的第1纵剖面和第2纵剖面的内面形状，其第1纵剖面由从凹部一周边部到最深点的第1曲线和与该第1曲线连接的从凹部最深点到另一周边部的第2曲线构成，第1曲线的对基体材料表面的倾斜角的绝对值的平均值要比第2曲线的对基体材料表面的倾斜角的绝对值的平均值大，并且第2纵剖面是由浅型曲线和在浅型曲线的两侧的比浅型曲线曲率半径小的深型曲线所形成，因此具有将入射光漫反射并在宽视角范围抑制映入的光扩散性，同时可以增大观察者通常视角范围内的反射光量。
使用本发明的反射体的本发明的反射型液晶显示装置是一种在宽视角范围抑制了映入、同时从特定的视角观察显示面时特别明显地改善了视认性的反射型液晶显示装置。

Claims (13)

1、一种液晶显示装置，设有在夹持液晶层的相对的透明基板的一方透明基板的内面侧且从该一方透明基板依次设置的透明电极和定向膜，并在另一方透明基板的内面侧的该透明基板侧依次设置的透明电极和定向膜的液晶单元的上述一方透明基板的外面侧用粘接层粘贴的反射体，在上述另外一方的透明基板的外面侧从上述另一方透明基板侧依次设置的两片相位差板和偏光板，
上述反射体是在表面形成凹凸面的反射体用树脂基体材料上形成具有和上述凹凸面的外形形状吻合的凸凹面的金属反射膜的反射体，并使上述金属反射膜朝向上述一方的透明基板侧地把该反射体装配在液晶单元上；
在基体材料表面的正反射角度内有反射率的峰值，同时，比正反射角度小的反射角度范围的反射率的积分值比正反射角度大的反射角度范围的反射率的积分值大。
2、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述反射体是在基体材料的表面形成具有反光性的多个凹部的反射体，其各个凹部具有通过各个凹部最深点的以下第1纵剖面和第2纵剖面，
上述第1纵剖面其内面形状由从凹部一周边部到最深点的第1曲线和与该第1曲线连接的从凹部的最深点到另一周边部的第2曲线构成、且第1曲线的对基体材料表面的倾角的绝对值的平均值比第2曲线的对基体材料表面的倾斜角的绝对值的平均值大，
而上述第2纵剖面与第1纵剖面垂直，其内面的形状由浅型曲线和在浅型曲线两侧的比浅型曲线曲率半径小的深型曲线构成。
3、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：在构成上述液晶单元的一方透明基板和设在其内面侧的透明电极之间设有滤色镜。
4、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：上述液晶层具有在其厚度方向上扭转240度～250度的螺旋结构、且上述液晶单元的延迟(ΔndLC)为600～800nm，
上述另一方的透明基板侧的定向膜的定向方向a和上述一方的透明基板侧的定向膜的定向方向b从光的入射侧看时在上述定向方向a、b之间的方向且通过用上述定向方向a、b的交叉点O和上述定向方向a、b所成的内角的1/2的角度的方向作为法线方向X时，
与上述另一方的透明基板邻接的相位差板的延迟(ΔndRF1)为100nm～200nm，并且该相位差板的相位延迟轴β对上述法线方向的角度(RF1)从光的入射侧看设定为逆时针转60度～100度，
与上述偏光板邻接的相位差板的延迟(ΔndRF2)设定为300nm～500nm，且该相位差板的相位延迟轴γ与上述法线方向X的角度(RF2)从光的入射侧看设定为逆时针转90～140度，
上述偏光板的吸收轴α对上述法线方向X的角度(pol)从光的入射侧看设定为逆时针转20度～70度或110度～160度。
5、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述液晶层具有在其厚度方向扭转240度的螺旋结构、且上述液晶单元的延迟(ΔndLC)为700nm，
上述另一方的透明基板侧的定向膜的定向方向a与上述一方的透明基板侧的定向膜的定向方向b从光的入射侧看时在上述定向方向a、b之间的方向且通过用上述定向方向a、b的交叉点O与上述定向方向a、b所做的内角的1/2角度方向作为法线方向X时，
与上述另一方的透明基板邻接的相位差板的延迟(ΔndRF1)设定为169nm，且该相位差板的相位延迟轴β对上述法线方向X的角度(RF1)设定为从光的入射侧看逆时针转82度，
与上述偏光板邻接的相位差板的延迟(ΔndRF2)设定为425nm，且该相位差板的相位延迟轴γ对上述法线方向X的角度(RF2)设定为从光的入射侧看逆时针转113度，
上述偏光板的吸收轴α对上述法线方向X的角度(pol)设定为从光的入射侧看逆时针转42.5度。
6、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
与上述另外一方透明基板邻接的相位差板用下式(1)表示的Nz系数设定在-0.5～2.0范围之内，与上述偏光板邻接的相位差板用下式(1)表示的Nz系数设定在-0.5～2.0的范围之内。
Nz＝(nx-nz)/(nx-Nz)…………式(1)
(式中，nx为相位差板的X轴方向的折射率、ny为相位差板的Y轴方向的折射率，nz为相位差板的Z轴方向的折射率。)
7、根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于：
与上述另外一方透明基板邻接的相位差板用上式(1)表示的Nz系数设定为0.5、与上述偏光板邻接的相位差板用上式(1)表示的Nz系数设定为0.3。
8、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述多个凹部其各个第1纵剖面及第2纵剖面的方向相同，且向单一方向定向地形成各个第1曲线。
9、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第1曲线和第2曲线在相互连接的位置上对基体材料表面的倾斜角为零。
10、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
在深度为0.1μm～3μm的范围内无规则地形成上述多个凹部。
11、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
相互不规则邻接地配置上述多个凹部。
12、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述多个凹部的各个第1纵剖面及第2纵剖面的方向相同且各个第1曲线的定向为单一方向地形成上述反射体，且该反射体的各个凹部上的第1曲线被设定为从观察者看去的位于第2曲线的上方。
13、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
把上述反射体的上述反射率的积分值大的反射角度范围设置在从观察者看相对于基体材料表面的正反射角度的更上方。
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