CN1532615A

CN1532615A - 半透明反射膜及液晶显示装置

Info

Publication number: CN1532615A
Application number: CNA2004100048844A
Authority: CN
Inventors: 吉井克昌; 鹿野满
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: European And Southern European Refco Group Ltd
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: TWI269107B; JP4181905B2; JP2004294525A; EP1462842A1; CN1282011C; US20040189903A1; US7245339B2; TW200422736A; KR100622324B1; KR20040086525A

Abstract

一种半透明反射膜及液晶显示装置，靠近矩形的像素区域(36)的边缘(36a)地形成半透明反射膜(12)上的开口(32)。在矩形的开口(32)的4个边中，比形成在半透明反射膜(12)的凹部(31)的1份的宽度窄地设定3个的开口边(32a)与像素区域的边缘的间隔(t2)。对于半透明反射膜(12)，由于通过将凹部(31)例如纵横各4个等一定个数作为1个单位，能得到规定的反射性能，所以通过比形成在半透明反射膜(12)的凹部(31)的1份的宽度窄地设定与开口边(32a)和像素区域的边缘的间隔(t2)，能够将几乎无助于反射的凹部(31)减小到最低限度，而可以最大限度地提高半透明反射膜(12)的反射率。

Description

半透明反射膜及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种半透明反射膜及采用该半透明反射膜的液晶显示装置。

背景技术

在便携式电话和便携式游戏机等便携式电子设备中，由于其电池驱动时间对使用方便性有很大的影响，所以，作为显示部，需要具有能够抑制电力消耗的反射型液晶显示装置。在反射型液晶显示装置中，例如，具有使从其前面入射的外光全反射的反射体，或反射从其前面入射的外光的同时、透过来自后方的背光的反射体等。这样的反射体，已知有为了最大限度地提高反射光率，形成有多个微细凹部或凸部的反射体(例如，专利文献1)。

专利文献1：特开2003-14912号公报

在这些反射体中，特别是反射外光同时透过来自后方的背光的反射体，被称为半透明反射体等。半透明反射体，例如图9所示，在表面形成多个微细凹部(凹坑)102的金属薄膜的局部，设置与液晶显示面板的各个像素106对应的开口103，用作半透明反射膜101。半透明反射膜101，通过开口103，而向液晶显示面板透过来自背光灯等照明装置的光，同时，利用开口103以外的反射区域104向液晶显示面板反射外光。由此，无论是外光及照明装置的哪种光源，都能将液晶显示面板照得明亮。

在半透明反射膜101的表面形成的微细凹部102，在使通过液晶显示面板入射的外光再次向液晶显示面板反射时，能够大范围、高效地反射入射的外光。该凹部102，如图9中符号Q1所示，将一定个数、例如将纵横各4个合计16个凹部102作为1个单位，而使其得到目标要求的反射性能，如此进行设计。

但是，上述以往的半透明反射膜101，由于将纵横各4个合计16个凹部102作为1个单位，得到目标要求的反射性能，所以，位于开口103的周缘103a和像素106的边缘106a的间隔t1之间的1～2个份宽度的凹部102，存在有助于反射的比例小的问题。如果形成在开口103周围的相当于1～2个份凹部102区域无助于反射，则不能高效率地由外光对液晶显示面板进行照明，还有成为妨碍提高液晶显示面板的亮度(面发光度)的危险。

发明内容

本发明是针对上述问题而提出的，目的是提供一种可高效率地反射入射的外光的半透明反射膜及采用该半透明反射膜的液晶显示装置。

为达到上述目的，如果采用本发明，能提供一种半透明反射膜，被形成在液晶显示面板和从背面侧对上述液晶显示面板进行照明的照明装置的之间，在表面形成有多个微细的凹部或凸部，并且，在与上述液晶显示面板的各像素对应的位置上分别形成使光透过的开口，其特征在于：比上述凹部或凸部的1份的宽度小地形成上述开口的至少1个边和上述各像素的边缘的间隔。

对于半透明反射膜，凹部或凸部以一定个数作为1个单位，能得到规定的反射性能，但是，通过比形成在半透明反射膜的凹部或凸部的1份的宽度小于设定与开口边和像素区域的边缘的间隔，能够将几乎无助于反射的凹部或凸部减小到最低限度。由此，能够最大限度地增加以能得到规定的反射性能的一定个数作为1个单位的凹部或凸部，而可以最大限度地提高半透明反射膜12的反射率。

优选上述间隔设定在0.1μm～5.0μm的范围。此外，如果采用这样的半透明反射膜及具有照明装置和液晶显示面板的液晶显示装置，无论将外光和照明装置的哪种用作光源，都能够提供可高亮度、清晰显示的液晶显示装置。

附图说明

图1是表示具有本发明的半透明反射膜的液晶显示装置的剖视图。

图2是图1所示的半透明反射膜的放大立体图。

图3是图1所示的半透明反射膜的1像素部分的放大平面图。

图4是示意表示形成在半透明反射膜上的凹部的立体图。

图5是表示图4所示的凹部的纵剖面X上的内面形状的剖视图。

图6是表示半透明反射膜的反射特性的曲线图。

图7是表示本发明的其他实施方式的平面图。

图8是表示本发明的其他实施方式的平面图。

图9是以往的半透明反射膜的1像素部分的放大俯视图。

图中：1-液晶显示装置，5-背光灯(照明装置)，9-液晶显示面板，12-半透明反射膜，31-凹部(凹坑)，32-开口，32a-开口边，36-像素区域，36a-边缘。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是概略表示具有本发明的半透明反射膜的液晶显示装置的放大剖视图。液晶显示装置1由液晶显示面板9和照明装置即背光灯5构成，液晶显示面板9通过呈环状设在由对向夹着液晶层30的透明玻璃等构成的第1基板10和第2基板20的周缘部的密封材料40，与上述2块基板10、20接合而形成一体化。

在第1基板10的液晶层30侧，按顺序，层叠形成有用于在反射膜12上形成凹部(凹坑)31的有机膜11、反射向液晶显示装置1入射光并透过来自背光灯5的光的半透明反射膜12、用于进行彩色显示的彩色滤光板13、覆盖保护有机膜11和半透明反射膜12的同时使由有机膜11或彩色滤光板13形成的凹凸平坦化的覆盖膜14、用于驱动液晶层30的电极层15、用于控制构成液晶层30的液晶分子的配向的配向膜16。此外，在第2基板20的液晶层30侧，按顺序，层叠形成电极层25、覆盖膜24及配向膜26。

彩色滤光板13，例如，最好重复光的三原色即R、G、B的3色、以图形形成。另外，在各彩色滤光板13的之间，为防止在相邻的彩色滤光板13的之间光混色，一般，形成称之为黑矩阵(black matrix)的遮光壁35。用如此形成的遮光壁35区分的一个一个的区域构成像素区域36。

在第1基板10的与液晶层30侧的相反侧(第1基板10的外面侧)，设置偏光板18，在第2基板20的与液晶层30侧的相反侧(第2基板20的外面侧)，依次层叠相位差板27和偏光板28。

此外，在第1基板10的偏光板18的外侧，设置作为在液晶显示装置1中进行透过显示的照明装置的背光灯5。

有机膜11是为在形成在其上面的半透明反射膜12形成凹部31、高效率散射反射光而设置的。这样，由于通过在半透明反射膜12上形成凹部31，能够高效率反射入射向液晶显示装置1的外光，所以，能够实现在利用外光反射照明时的明亮显示。

半透明反射膜12，例如，可用铝等高反射率的金属薄膜等形成。在半透明反射膜12，与液晶显示面板9的各像素对应地形成开口32。此开口32是为能够使从背光灯(照明装置)5照射的光透过用金属薄膜等形成的半透明反射膜12而设置的。

通过以上的构成，液晶显示装置1，例如，即使白天在户外等，如果外光N向液晶显示面板9入射，则被金属薄膜等形成的半透明反射膜12的开口32以外的反射区域反射，明亮地对液晶显示面板9进行照明。另外，在夜间或暗室内等外光不足的环境下，如果点亮背光灯5，从背光灯5照射的照明光B透过半透明反射膜12的开口32，明亮地照到液晶显示面板9。如此，液晶显示装置1，作为光源，无论采用外光及背光灯5哪种光源，通过半透明反射膜12的作用，都能够高亮度、明亮地对液晶显示面板9进行照明。

图2是表示包括有机膜11和形成在其上面的半透明反射膜12的部分的立体图。如图所示，在有机膜11的表面，呈部分球面的多个凹部11a左右重合地连续形成其内面，在其上面层叠半透明反射膜12。通过如此在有机膜11的表面形成的凹部11a，能在半透明反射膜12上形成凹部31。此外，在半透明反射膜12的局部形成矩形的开口32。如此的开口32，例如，可以通过蚀刻形成。

凹部31，例如，优选在0.1μm～3μm的范围内无规则地形成深度，在5μm～50μm的范围内无规则地配置相邻的凹部31的间距，在-30度～+30度的范围内设定凹部31内面的倾斜角。特别，在-30度～+30度的范围内设定凹部31内面的倾斜角分布的方面、及相对平面所有方向无规则地配置相邻的凹部31的间距方面尤为重要。因为假如相邻的凹部31的间距有规则性，存在出现光的干涉色，使反射光带色的问题。

此外，如果凹部31内面的倾斜角分布超过-30度～+30度的范围，则反射光的扩散角过大，反射强度降低，得不到明亮的显示(因为反射光的扩散角在空气中达到36度以上，液晶显示装置内部的反射强度峰值降低，全反射损失增大。)。此外，如果凹部3 1的深度超过3μm，则在后续工序中平坦化凹部31时，平坦化膜(覆盖膜14)不能填埋到凸部的顶上，不能得到所要求的平坦性，成为显示不均的原因。

在相邻的凹部31的间距低于5μm时，由于在用于形成有机膜11的转印型的制作上受限制，大大延长加工时间，不能形成能够得到所要求的反射特性的形状，产生发生干涉光等问题。此外，在实用上，在采用能够用于上述转印型的制作的直径30μm～100μm的金刚石压头时，优选将相邻的凹部31的间距设定在5μm～50μm。

通过以上的构成，能够使来自背光灯5的照明光B通过开口32透过半透明反射膜12，同时，能够利用形成多个凹部31的反射区域33高效率反射外光N。

图3是表示从俯视观察图2所示的半透明反射膜时的1像素区域部分的详细情况的放大平面图。形成在半透明反射膜12的开口32，相对于1个像素区域36的表面积、开口率设定在例如35％。靠近矩形的像素区域36的边缘36a形成开口32。设定矩形的开口32的4个边中的、3个边的开口边32a，使其与像素区域36的边缘36a的间隔t2比形成在半透明反射膜12的凹部31的1份的宽度窄。例如，在凹部31的宽度为12μm～13μm时，开口边32a与像素区域36的边缘36a的间隔t2，优选设定在例如0.1μm～5.0μm。

如图3中的符号Q2所示，对于半透明反射膜12，由于能以凹部31例如纵横各4个等一定个数作为1个单位，得到规定的反射性能，故即使凹部31达到1～3程度地设定开口边32a和像素区域36的周缘36a的间隔t2，该部分的凹部31也不会充分有助于反射，结果导致反射率降低。因此，通过比形成在半透明反射膜12的凹部31的1份的宽度小地设定开口边32a与像素区域36的边缘36a的间隔t2，而能够将几乎无助于反射的凹部减小到最低限度。由此，能够最大限度地增加以纵横各4个等一定个数作为1个单位的凹部31，可以最大限度地提高半透明反射膜12的反射率。

另外，可以根据凹部31的宽度适当选择开口边32a与像素区域36的边缘36a的间隔t2。此外，将开口边32a与像素区域36的边缘36a的间隔减小到t2的边只要是形成开口32的开口边32a内的任意1边以上即可。另外，本发明的凹部或开口的形状或位置，并不局限于上述的形状，可以在任意的位置上形成任意形状的凹部和任意形状的开口。

如图4、5所示，形成在半透明反射膜12的凹部31的特定纵剖面X上的内面形状是曲面形状，由从凹部31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连续的从凹部31的最深点D到另一周边部S2的第2曲线B构成。这些曲线A、B，在凹部31的最深点D，相对于平坦面S的倾斜角都为零，并相互连接。

相对第1曲线A的平坦面S的倾斜角比第2曲线B的倾斜角大，最深点D位于从凹部31的中心O向x方向偏移的位置。即，相对第1曲线A的平坦面S的倾斜角的绝对值的平均值大于相对第2曲线B的平坦面S的倾斜角的绝对值的平均值。在本实施方式中，构成形成有多个的各凹部31的第1曲线A的倾斜角的绝对值的平均值，优选在1～89°的范围内不规则地波动。此外，各凹部31的第2曲线B的倾斜角的绝对值的平均值，也优选在0.5～88°的范围内不规则地波动。

上述两曲线A、B的倾斜角，由于从凹部31的周边部到最深点D小坡度地变化，所以图4、5所示的第1曲线A的最大倾斜角度δa(绝对值)大于第2曲线B的倾斜角δb。此外，第1曲线A和第2曲线B相接处的最深点D相对于平坦面S的倾斜角为零，在该最深点D，顺畅地连接倾斜角的正负不同的两曲线A、B。

例如，各自的凹部31的最大倾斜角δa在2～90°的范围内不规则地波动。但是，多个凹部31的最大倾斜角δa在4～35°的范围内不规则地波动。此外，图4、5所示的凹部31，其凹面具有单一的极小点(倾斜角为零度的曲面上的点)D。另外，该极小点D与平坦面S的距离构成凹部31的深度d，该深度d，在形成的多个凹部31中，分别在1μm～3μm的范围内不规则地波动。

优选单方向配向多个凹部31的第1曲线A。通过如此构成，也能够使由半透明反射膜12反射的反射光的方向从正反射的方向向特定的方向偏移。结果，作为特定纵剖面的综合反射特性，由第2曲线B周边的面反射的方向的反射率增加，也能够形成向特定方向集中反射光的反射特性。在图6中，表示受射角(θ°)和亮度(反射率)的关系，其中，在单方向配向上述凹部31的第1曲线A的半透明反射膜上以入射角30°照射外光，以相对于平坦面S的正反射的方向即30°作为中心，使受射角从半透明反射膜的垂线位置(0°)到60°变化。

如图6明显可知，如果采用单方向配向上述第1曲线A的半透明反射膜，在宽范围20°～50°内具有高的反射性，而且，比相对平坦面S的正反射的角度30°小的受射角的反射率的积分值，大于比正反射的角度大的受射角的反射率的积分值。即，在受射角20°附近，能够得到较大的反射强度。

图7是表示在半透明反射膜的各像素内的开口的配置例的说明图。在图7(a)中，是半透明反射膜51的开口52配置在像素53的中央的例子。在此实施方式中，比形成在半透明反射膜51上的凹部的1份的宽度窄地设定开口52的2个边的开口边52a与像素53的边缘52a的间隔t3。此外，在图7(b)中，是靠近像素57的一方的边缘57a地在纵向配置半透明反射膜55的开口56的例子。在此实施方式中，比形成在半透明反射膜55上的凹部的1份的宽度窄地设定开口56的3个边的开口边56a与像素57的边缘57a的间隔t4。

在图7(c)中，是呈三角形形成半透明反射膜61的开口62的例子。在此实施方式中，比形成在半透明反射膜61上的凹部的1份的宽度窄地设定三角形的开口62的2个边的开口边62a与像素63的边缘63a的间隔t5。此外，在图7(d)中，是倒“凹”形状形成半透明反射膜65的开口66的例子。在此实施方式中，比形成在半透明反射膜65上的凹部的1份的宽度窄地设定逆凹形状的开口66的3个边的开口边66a与像素67的边缘67a的间隔t6。这样，无论在哪种实施方式中，通过比形成在半透明反射膜上的凹部的1份的宽度窄地设定与像素的边缘的间隔，能够将几乎无助于反射的凹部减小到最低限度，而能够最大限度地提高半透明反射膜的反射率。

另外，在上述实施方式中，在半透明反射膜形成凹部，除此以外，例如，如图8所示，也同样完全适用于在半透明反射膜71的表面形成多个凸部。

(发明的效果)

如上详述，如果采用本发明，对于半透明反射膜，凹部以一定个数作为1个单位，能得到规定的反射性能，但是通过比形成在半透明反射膜的凹部的1份的宽度窄地设定与开口边和像素边缘的间隔，而可以将几乎无助于反射的凹部减小到最低限度。由此，能够最大限度地增加以能得到规定的反射性能的一定个数作为1个单位的凹部，可以最大限度地提高半透明反射膜的反射率。

优选上述间隔设定在0.1～5.0μm的范围内。此外，如果采用这样的半透明反射膜及具有照明装置和液晶显示面板的液晶显示装置，无论将外光和照明装置哪种用作光源，都能够提供可高亮度、清晰显示的液晶显示装置。

Claims

1.一种半透明反射膜，被形成在液晶显示面板和从背面侧对上述液晶显示面板进行照明的照明装置的之间，并在表面形成有多个微细的凹部或凸部，并且，在与上述液晶显示面板的各像素对应的位置上分别形成有使光透过的开口，其特征在于：

比上述凹部或凸部的1份的宽度小地形成上述开口的至少1个边与上述各像素的边缘的间隔。

2.如权利要求1所述的半透明反射膜，其特征在于：上述间隔被设定在0.1～5.0μm的范围内。

3.一种液晶显示装置，其特征在于：具有权利要求1所述的半透明反射膜及照明装置和液晶显示面板。