CN1191491C

CN1191491C - 反射板和反射板的制造方法、以及反射型液晶显示装置

Info

Publication number: CN1191491C
Application number: CN03123330.9A
Authority: CN
Inventors: 船本昭宏; 青山茂
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: JP2003322712A; US20030214739A1; CN1455270A; US6926415B2

Abstract

本发明涉及一种反射板及其制造方法、以及配有该反射板的反射型液晶显示装置，该反射板可以将反射光向特定方向聚光、并且可以利用模压加工高精度地形成。本发明是将具有凸部高度从中心部向着外周部升高的凹凸反转图形的模具挤压在基板上的成型树脂的表面上。由于在整个模具，从切断面突出的部分的体积和从切断面凹下的部分的体积一致，因而可以高精度地形成反射面的凹凸形状。若在这样形成的凹凸层的表面上设置铝等反射膜，则可以获得向中心方向的聚光性高的反射板。

Description

反射板和反射板的制造方法、以及反射型液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种在反射型液晶显示装置中使用的反射板和反射板的制造方法、以及反射型液晶显示装置。

背景技术

近年来，对于个人计算机和电视机、数码摄像机和数码照相机等配有液晶显示装置的设备的装置的小型化、节能、低成本化等需要越来越高。为了满足这些需要，进行了在液晶面板的照明中不采用背光、而利用从外部入射的光的反射的反射型液晶显示装置的开发。

图1是表示现有的反射型液晶显示装置的结构的概括剖视图。液晶显示装置1由绝缘基板2、凹凸层16、反射膜11、平坦化层17、TFT8、像素电极18、液晶层12、透明公共电机19、滤色镜14和透明绝缘基板15构成。并且，TFT8由源电极6、漏电极7、半导体层5、栅极绝缘膜4、栅电极3构成。

采用通过挤压具有反转图形的模型而成型出凹凸形状的模压加工可以很简单地形成凹凸层16。具体而言，如图2(a)所示，在绝缘基板2上涂布丙烯基等树脂16a，使该树脂16a达到玻璃化转变点以上但还不到熔点的温度，压在表面具有凹凸形状的模具20上(图2(b))。然后，在树脂16a硬化之后，卸下模具20，完成图2(c)所示的凹凸层16。通过在该凹凸表面上真空蒸镀铝等反射率高的金属薄膜而形成反射膜11(图2(d))。

并且，可以在反射膜11的上面通过例如对聚酰亚胺类树脂进行旋转涂敷而形成平坦化层17(图2(e))。

另一方面，在上述这样的反射型液晶显示装置中，如何更加有效地利用周边的光以提高液晶画面的亮度是非常重要的。因此，尝试采用下述方法，如图3所示，从反射板中心部越朝向外周部，则构成形成于凹凸层16上的各个凸部的斜面的坡度越陡，并且，从中心部越朝向外周部，则凸部的高度越高，反射面的轮廓形成为抛物线状，由此来提高反射光的聚光性。

如图4(a)所示，若利用模压加工形成这种形状的凹凸层16，则如图4(b)所示，在树脂填埋满模具20中心部的浅坑时，就不能再进一步压入模具。由此，如图4(c)所示，导致凹凸层16表面形状不良。因而，不能利用模压加工来高精度地形成如图3所示形状的凹凸层16。

并且，即使在利用其它方法形成图3所示形状的反射面的情况下，如图5(a)所示，利用旋转涂敷法在反射膜11上形成的平坦化层17，其中心部比周边部低洼。在这种状态下，如图5(b)所示，即使形成TFT8、液晶层12和透明绝缘基板15等，在透明绝缘基板15的中心部和周边部的液晶盒间隙(cell gap，セルギヤツプ)也不同。因此，根据位置而干涉条件改变，产生颜色不匀使液晶显示装置的显示质量显著下降。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种反射板和反射板的制造方法、以及反射型液晶显示装置，该反射板是利用模压加工等精密形成由不均匀的凸部和凹部构成的凹凸图形。

本发明的反射板是具有平坦的基底面、和与前述基底面对向的且包含由凹部和凸部构成的凹凸形状的反射面，其中，前述凸部的高度或前述凹部的深度是不均匀的，在以与前述基底面平行的切断面切断前述反射面的情况下，从前述切断面突出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积相等，并且，相邻的凹部和凸部的体积相等，在前述反射面的上面形成由反射率高的材料制成的反射膜。

这种反射板，在采用模压加工的情况下，可以在整个反射面高精度地形成凹凸形状。

前述反射面，其前述凸部的高度从前述反射板的规定位置向外周部升高。

反射板的规定位置可以是设置在反射面的任意位置上，但是，特别的，若是设置在反射面的中心部上，反射面的凸部高度从反射面的中心部越朝向外周部就越高，则可以向着观察者的眼睛所在的中心部方向反射周边光。即，获得聚光性高的反射板。

并且，在前述反射面的外部，配有从前述切断面凸出的部分的体积与从前述切断面凹下的部分的体积相等的、用于定位的凹凸部。

这样的凹凸部可以通过模压加工而高精度地形成。并且，反射面的切断面和用于定位的凹凸部的切断面一致，在制造工序中可以同时形成反射面和凹凸部。

并且，在前述反射面的上面，可以利用反射率高的材料设置反射膜。具体而言，反射膜优选由铝或银等反射率高的金属形成。另外，在直接用模具挤压铝等延展性比较高的金属而形成反射面的情况下，不必设置这种反射膜。

并且，也可以在反射面上设置平坦化层。

为了在表面上具有凹凸形状，反射面在其上面中不能直接形成薄膜晶体管(TFT)等。若在反射面上设置平坦化层，则可以在该平坦化层上形成TFT等。

根据本发明的反射板的制造方法，包括：在基板上涂布树脂的工序；在前述树脂上挤压具有由凹部和凸部构成的凹凸形状的模型、并转印该凹凸形状的工序；使前述树脂硬化的工序；和从前述树脂上分离前述模型的工序，其中，前述模型，其所述凸部的高度或所述凹部的深度是不均匀的，当以某一切断面切断前述凹凸形状时，从前述切断面凸出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积大体相等。

若采用这样的模型进行模压加工，则挤出到模型的凸部中的树脂，由于几乎无间隙地埋入到模型的凹部中，所以在整个反射面形成精度良好的凹凸形状。

作为前述模型，也可以采用在表面上具有反转图形的辊。即，通过一边使辊旋转一边将辊的表面压在树脂上，而可以转印凹凸形状。

本发明所述的反射板的制造方法，其中，还包含在前述反射板的凹凸表面上形成平坦化层的工序。

这种方法适于批量生产，可以高速地制造大量的反射板。并且，若利用这种方法将反射板形成为片状，则可以使反射形液晶显示装置薄型化。

本发明所述的一种反射型液晶显示装置，其中，配有前面所述的反射板、以及液晶面板。

另外，上述说明的本发明构成要素，只要可能可以进行各式的组合。

附图说明

图1是表示现有的液晶显示装置的结构的概括剖视图；

图2(a)～图2(e)是说明利用模压加工的凹凸层的形成方法的示意图；

图3是说明具有聚光功能的现有的反射板的形状的示意图；

图4(a)～图4(c)是说明不能用模压加工来形成图3所示的反射板的示意图；

图5(a)、图5(b)是说明在图3的反射板上设置平坦化层和液晶层等的状态的示意图；

图6是说明根据本发明的反射板的示意图；

图7是根据本发明的反射板的局部放大图；

图8(a)～图8(c)是说明利用模压加工形成凹凸层的形式的示意图；

图9(a)是构成凹凸图形的突出部的平面图；

图9(b)是构成凹凸图形的突出部的侧视图；

图9(c)是构成凹凸图形的突出部的正视图；

图10(a)是构成凹凸图形的另一个突出部的平面图；

图10(b)是构成凹凸图形的另一个突出部的侧视图；

图10(c)是构成凹凸图形的另一个突出部的正视图；

图11(a)是表示在图6所示的反射板上设置平坦化层的形式的示意图；

图11(b)是说明采用图6的反射板的液晶显示装置的示意图；

图12(a)是说明在凹凸层上设置对准标记的形式的示意图；

图12(b)是图12(a)的B-B’剖视图；

图13中的(a)～(f)是说明反射板的制造工序的一个例子的示意图。

具体实施方式

图6是说明根据本发明的一个实施形式的反射板24的示意图。反射板24由基板21、凹凸层22和反射膜23构成。该反射板24具有与液晶显示装置的液晶面板相同程度以上的大小。

在此，凹凸层22包括：平坦的基底面；与前述基底面对向、且具有由凹部和凸部构成的凹凸形状的反射面，前述凸部的高度或前述凹部的深度是不均匀的，若以与前述基底面基本上平行的切断面将前述反射面切断，则从前述切断面突出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积基本上相等。

更具体地说，当将凹凸层22的反射面分割成多个区域时，只要各区域中的切断面(设定为从该面突出的前述凸部的体积和从该面凹下的前述凹部的体积大体相等)，其整个反射面基本上为一个平面即可。区域的形状是任意的，各个区域的面积也可以不相同。但是，当包含在各区域中的凸部的个数为多个的时侯，凸部的个数必须为整数个。当在区域中包含多个凸部，而不足整一个的凸部的比例对于整体而言非常小的时侯，凸部的个数也可以不必一定为整数个。

图7是表示将凹凸层22的一部分放大的示意图。在区域(E)中，当从与凹凸层22的基底面基本上平行的切断面25突出的凸部(以斜剖面线表示)的体积为V1，从切断面25凹下的凹部(以纵剖面线表示)的体积为V2时，V1＝V2。并且，在区域(F)中，当从与凹凸层22的基底面基本上平行的切断面25突出的凸部(以斜剖面线表示)的体积为V3，从切断面25凹下的凹部(以纵剖面线表示)的体积为V4时，V3＝V4。

这样，当用与凹凸层的基底面基本上平行的切断面将反射面切断时，从切断面突出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积基本上相等。

利用模压加工可以高精度地形成具有这样的反射面的凹凸层22。

在图8中表示凹凸层22的制造工序。在图8(a)所示的模具26中，形成上述凹凸层22的反射面的反转图形，从中心部越向外周部则各自的凸起高度越高。并且，具有与凹凸层22的切断面25对应的切断面25’。即，当以某一切断面切断金属模具26的凹凸面时，从切断面突出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积大体相等。更详细地说，当将模具26的凹凸面分割成多个区域时，各区域中的切断面(设定为从该面凸起的前述凸部的体积和从该面凹下的前述凹部的体积大体相等)，在整个凹凸面中几乎在一个平面中。

当模具26压在丙烯基等成型树脂22a上时，首先，由模具26的高度较高的凸部挤出成型树脂22a，并且填埋该凸部周边的深度较深的凹部。接着，利用模具26的高度较低的凸部挤出成型树脂22a，并填埋该凸部周边深度较浅的凹部。这样，利用被模具26的凸部挤出的树脂，几乎无间隙地填埋模具26的凹部，使模具26和成型树脂22a紧密接合(图8(b))。

即，当将模具26相对于成型树脂22a挤压至切断面25’时，由金属模具26的凸部挤出的树脂的体积与用于形成反射面的凸部所必需的树脂的体积一致。因而，采用具有上述切断面25’的金属模具26，如图8(c)所示，可以高精度地形成凹凸层22的反射面。

作为凹凸层22，采用光硬化性树脂或聚烯烃类树脂等。

构成凹凸层22的凹凸的一个突出部(凸部和凹部)的形状，可以形成大致圆锥形或大致多棱锥形等任何形状。图9(a)～图9(c)和图10(a)～图10(c)是构成凹凸形状的突出部27的例子，其中分别为其平面图、侧视图、正视图。并且，各图中的虚线表示等高线。图9(a)～图9(c)中的突出部27，由于以顶点28为中心，所以朝向图9(a)的突出部27入射的光，被反射向上下左右任何方向。另外，图10(a)～图10(c)的突出部27，由于顶点28与上方的一个边一致，所以朝向图10(a)的突出部27入射的光被反射到左右和下方，但是不反射向正上方方向。

这样，通过改变突出部27的顶点28的位置和突出部27的高度，使构成突出部27的面的倾斜度变化，可以改变反射光的方向。

另外，如上所述，只要通过切断面25分成的凸部和凹部的体积在凹凸层22的整体上是一致的，则突出部27可以周期性地配置，也可以随机地配置。但是，为了避免由于光源映入画面而难以看到图像的问题，反射面优选以不具有平面部的程度高密度地形成凹凸。

反射面的凹凸优选以反射光被集中反射向观察者的视线方向等特定方向的方式设计。并且，例如，在操作按钮和液晶画面相邻接的装置中，优选使反射光对操作按钮也进行照明等，与各装置的特性相结合地对反射面进行设计。

图11(a)表示在反射膜23上形成平坦化层29的反射板。平坦化层29，是在反射膜23上涂布粘性液态的预聚物，利用由旋转涂敷机进行拉延、进行烧结并使之硬化的旋转涂敷法形成。所形成的平坦化层29的表面与切断面25大体平行。并且，如图11(b)所示，在平坦化层29的上部设置TFT30、液晶层31、透明基片32等，则由于平坦化层29表面和透明基板32之间的距离一定，所以可以获得没有颜色不匀的高质量的液晶显示装置34。

图12(a)表示在凹凸层22表面上形成反射面的区域以外的部位形成用于位置对准的对准标记33的反射板24。另外，形成反射面的区域称为形成反射膜23的区域。

图12(b)表示图12(a)的B-B’线剖面。对准标记33与凹凸层22的凹凸一样，从切断面25突出的凸部的体积V5和从切断面25凹下的凹部的体积V6相等。因此，与反射面的凹凸同时，通过模压加工高精度地形成该对准标记33。

图13中的(a)～(f)表示凹凸层22的制造方法的一个例子。辊40a、40b、40c、40d形成为圆筒状，是压延成型机的旋转辊。辊40c，在其表面上配有压模41，在压模41的表面上刻有与配有上述切断面25’的模具相同的凹凸形状。

首先，在加在对向的辊40a、40b之间送出的片状基板21上，均匀地滴下紫外线硬化型成型树脂22a。接着，利用设在辊40c表面上的压模41，在成型树脂22a上形成凹凸形状(图13中的(a)～(c))。

接着，从紫外线照射装置42向凹凸层22上照射紫外线，使凹凸层22硬化(图13中的(d))，用剪切机43切断基板21和凹凸层22(图13中的(e))。切断的基板21和凹凸层22的大小，为与反射型液晶显示装置34的面板相同的程度以上，在随后的工序中容易进行处理的大小。

所切断的基板21以及凹凸层22，以凹凸层22的表面为外侧卷绕在圆柱形的支撑构件44上(图13中的(f))。在这种状态下，蒸镀2000左右厚度的银而形成反射膜23。

这样，通过使凹凸层22弯曲，扩大了凹凸层22的凹部，因而可以直到凹部的深处为止使银粒子均匀地分布，可以形成厚度均匀的反射膜23。另外，也可以利用溅涂法形成反射膜23。

采用本实施形式的反射板的制造方法，由于可以以连续的工序制造反射板24，所以可以非常高速地进行批量生产。

另外，若采用透明树脂等对反射膜23的表面进行覆膜，则反射板24易于处理，可以防止由于反射膜23的氧化等所造成的变质和损伤。并且，也可以用透明的粘结剂等将透明基板32a和反射板24粘贴起来形成一体。

并且，若通过铝的压缩成型来形成凹凸层22，则不必形成反射膜23，可以进一步简化制造工序。

Claims

1、一种反射板，具有平坦的基底面、和与前述基底面对向的且包含由凹部和凸部构成的凹凸形状的反射面，其特征在于，前述凸部的高度或前述凹部的深度是不均匀的，在以与前述基底面平行的切断面切断前述反射面的情况下，从前述切断面突出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积相等，并且，相邻的凹部和凸部的体积相等，在前述反射面的上面形成由反射率高的材料制成的反射膜。

2、如权利要求1所述的反射板，其特征在于，前述凸部的高度从前述反射面的规定位置向前述反射板的外周部升高。

3、如权利要求1所述的反射板，其特征在于，在前述反射面的外部，配有从前述切断面凸出的部分的体积与从前述切断面凹下的部分的体积相等的、用于定位的凹凸部。

4、如权利要求1所述的反射板，其特征在于，还配有使前述反射面的表面平坦的平坦化层。

5、一种反射板的制造方法，包括：在基板上涂布树脂的工序；在前述树脂上挤压具有由凹部和凸部构成的凹凸形状的模型、并转印该凹凸形状的工序；使前述树脂硬化的工序；和从前述树脂上分离前述模型的工序，其特征在于，前述模型，其所述凸部的高度或所述凹部的深度是不均匀的，在以与基底面平行的切断面切断前述凹凸形状的情况下，从前述切断面凸出的前述凸部的体积和从前述切断面凹下的前述凹部的体积相等，并且，相邻的凹部和凸部的体积相等。

6、如权利要求5所述的反射板的制造方法，其特征在于，前述模型的凹凸形状设置在辊的表面上，通过一边使前述辊旋转一边将前述辊的表面压在前述树脂上，而将凹凸形状转印到前述树脂上。

7、如权利要求5所述的反射板的制造方法，其特征在于，还包含在前述反射板的凹凸表面上形成平坦化层的工序。

8、一种反射型液晶显示装置，其特征在于，配有权利要求1～4中任一项所述的反射板，以及液晶面板。