CN1760733A - 反射体和液晶显示装置以及反射体制造用压头 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供一种即使从2个方向观察时亦示出良好的反射特性的反射体。采用反射体(30),该反射体(30)具有下述特征:安装在反射型或者半透射型的液晶显示装置,当入射光从第1方向(Y)入射时,其反射特性曲线为非高斯分布,相对于入射光的正反射角示出非对称的反射率分布,反射率的最大值处于比入射光的正反射角度小的反射角度范围;并且当入射光从与第1方向(Y)交叉的第2方向(X)入射时,亦示出与第1方向(Y)的情形相同的非高斯分布型的反射特性曲线。
Description
技术领域
本发明涉及反射体和液晶显示装置以及反射体制造用压头,特别涉及,即使从两个方向观察时反射特性依然良好的反射体和具有该反射体的液晶显示装置以及适于制造该反射体的压头。
背景技术
反射型液晶显示装置是将太阳光或前射光等照明光作为光源使用的液晶显示装置,多使用在要求低功耗的便携信息终端等。另外,当未充分获得外部光的环境下,作为另一例子的半透射型液晶显示装置使背照光点亮并在透射模式下工作,当充分获得外部光的情况下,在并不使背照光点亮的反射模式下工作,其多使用于便携电话或笔记本型个人计算机等便携电子设备上。在反射型液晶显示装置或半透射型液晶显示装置中设置有反射体,对外部光或者前射光进行反射,或者反射外部光的同时使背照光透射。现有的反射体,已知的有例如记载在下述专利文献1中的反射体。
图29示出专利文献1中记载的反射体的斜视图。如图29所示,在现有的反射体730上,例如在平板状的基材728的表面S上彼此相邻形成了多个具有光反射性的凹部728b。此外,基材728上形成了A1膜等反射膜728a。凹部728b如图30A所示的俯视图中示出的那样,将边界线E作为分界,其通过轮廓线进行划分,该轮廓线由位于一个周边部S1侧的第1曲线728c、和位于另一个周边部S2的第2曲线728d构成。平面视该凹部728b时的轮廓形状是以图30A的G-G线为基准的对称形状。也就是说,与G-G线对应的剖面是凹部的对称面。
再有,该凹部728b如图30B所示的与图30A的G-G线对应的剖面的剖面图中所示那样,第1曲线728c从一个周边部S1通过最深点D到达边界E,此外,第2曲线728d在该第1曲线728c上连续并从边界E向另一周边部S2延伸。这样,凹部728b的剖面形状是以最深点D为基准时的非对称形状。
再有,在现有的反射体730中,如上所述,在基材728上相邻设置了多个凹部728b。但此时的各凹部的728b......的排列方向呈规则地排列使图29A的G-G线朝向一定的方向。
上述反射体730的反射特性曲线从反射角度和反射率的关系来看,并未示出正反射的角度上具有反射率的峰值的高斯分布,而示出了在较宽的反射角度范围内表示较高反射率的大致呈梯形形状的曲线。即,从一个方向入射到反射体的光被反射体730的凹部728b扩散反射,由此在较宽的角度范围内示出较高的反射率。进行上述扩散反射的主要原因是由于凹部728b的剖面形状。
当将上述反射体730应用于例如作为便携电话机的显示器的液晶显示装置时,考虑到便携电话机的操作者相对于显示器的视线方向,最好表示较高反射率的区域与操作者的视线方向相一致来配置反射体。
【专利文献1】日本特开2002-82213号公报
在最近的便携电话机上内置了数字照相机的机种正在增加。当采用该内置的数字照相机进行拍摄时,操作者将便携电话机的显示器作为取景器使用,同时作为观赏图片时的显示画面使用。此外,便携电话机显示器的形状一般纵长,当拍摄人物像时,将显示器在纵向的方向进行拍摄;当拍摄风景时,将纵长的显示器横过来,从而获得在横长的状态下进行拍摄的使用状态。这样,在最近的便携电话机中,操作者从纵向和横向2个方向观看纵长的显示器的情形增加。
但是,如上所述,安装在现有的液晶显示装置上的反射体被设计成从一个方向观看时反射特性曲线最适合,而并未设想从2个方向观察时的情形。因此,当从纵方向观看纵长的显示器时亮度等显示特性良好,但是当从横向观察显示器时,显示特性显著降低,导致便携电话机的使用性大幅度降低。
发明内容
本发明鉴于上述问题点而提出的,其目的在于提供一种即使从2个方向时也示出良好的反射特性的反射体和具有该反射体的液晶显示装置以及适合于制造该反射体的压头。
为了实现上述目的,本发明采用了以下结构:
本发明的反射体,其特征在于:是使用于反射型或者半透射型的液晶显示装置上的反射体,当入射光从第1方向入射到该反射体上时,其反射特性曲线相对于入射光的正反射角示出非对称的反射率分布,同时示出反射率的最大值处于比入射光的正反射角小的反射角度范围的非高斯分布,并且当入射光从与所述第1方向交叉的第2方向入射到所述反射体上时也示出与所述第1方向的情形相同的非高斯分布型的反射特性曲线。
根据上述结构,即使使入射光从2个方向入射时,也能够获得良好的反射特性。
另外,本发明的反射体是上述记载的反射体,其特征在于:在基板的反射面上设置有多个凹部,上述凹部的内面由下述结构构成:从该凹部的开口部至少延伸到该凹部的最深点的凹曲面、与上述凹曲面相邻并与上述第1方向相交成90°的第1平坦面、与上述凹曲面相邻并与上述第2方向相交成90°的第2平坦面。
根据上述结构,由于凹部的内面由凹曲面和第1平坦面和第2平坦面构成,因此,当入射光从第1平坦面或第2平坦面的各面的面方向入射时,可得到良好的反射特性。
也就是说,从第1方向入射的入射光主要通过凹曲面和第1平坦面进行扩散反射。经该扩散反射后的反射光的反射特性曲线为非高斯分布型的曲线,反射率较高的区域向以第1平坦面的面方向为中心的方向扩展,同时与高斯分布相比分散进一步扩展。将该第1平坦面的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而可以提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
同样,从第2方向入射的入射光主要通过凹曲面和第2平坦面进行扩散反射。经该扩散反射后的反射光的反射特性曲线为非高斯分布型的曲线,反射率较高的区域向以第2平坦面的面方向为中心的方向扩展,同时与高斯分布相比分散进一步扩展。将该第2平坦面的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而可以提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
如上所述,在本发明的反射体中,当入射光从第1平坦面或第2平坦面的各面的面方向入射时,可以得到良好的反射特性。
再有,在本发明的反射体中,所述第1平坦面和所述第2平坦面相邻。
另外,在本发明的反射体中,所述第1平坦面和所述第2平坦面相分离。
另外,本发明的反射体是如上所述的反射体,其特征在于:在基板的反射面上设置有多个凹部,上述凹部的开口部形状为圆形或者椭圆形,并且该凹部的内面为凹曲面,在该凹曲面上设置有位于所述最深点周围的环状的平坦部。
根据上述结构,由于在凹曲面上设置有环状的平坦部,故即使当入射光从2个方向入射时也能得到良好的反射特性。
另外,本发明的反射体是上述记载的反射体,其特征在于:在基板的反射面上设有多个凹部,上述凹部由相对于来自上述第1方向的入射光示出上述非高斯分布型的反射特性曲线的第1凹部、相对于来自上述第2方向的入射光示出上述非高斯分布型的反射特性曲线的第2凹部构成。
由于具有第1凹部和第2凹部,因而当入射光从2个方向入射时,也能够获得良好的反射特性。
再有,本发明的反射体是如上所述的反射体,其特征在于:上述第1凹部的内面由从该第1凹部的开口部至少延伸到该第1凹部的最深点的凹曲面、以及与该凹曲面相邻并与上述第1方向相交成90°的第1平坦面构成,上述第2凹部的内面由从该第2凹部的开口部至少延伸到该第2凹部的最深点的凹曲面、与该凹曲面相邻并与上述第2方向相交成90°的第2平坦面构成。
根据上述结构,由于具有凹曲面和由第1平坦面构成的第1凹部、和由凹曲面和第2平坦面构成的第2凹部,所以当入射光从第1平坦面或第2平坦面的各面的面方向入射时,可得到良好的反射特性。
也就是说,从第1方向入射的入射光主要通过第1凹部的凹曲面、第1平坦面、和第2凹部的凹曲面进行扩散反射。经该扩散反射后的反射光的反射特性曲线为非高斯分布型的曲线,其反射率较高的区域向以第1平坦面的面方向为中心的方向扩展,同时与高斯分布相比分散进一步扩展。将该第1平坦面的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而能够提高朝向使用者视线方向的反射光的亮度。
同样,从第2方向入射的入射光主要通过第2凹部的凹曲面、第2平坦面、第1凹部的凹曲面进行扩散反射。经该扩散反射后的反射光的反射特性曲线为非高斯分布型的曲线,其反射率较高的区域向以第2平坦面的面方向为中心的方向扩展,同时与高斯分布相比分散进一步扩展。将该第2平坦面的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而能够提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
这样,在本发明的反射体中,当入射光从第1平坦面或第2平坦面的各面的面方向入射时,可得到良好的反射特性。
另外,在本发明的反射体中,最好上述凹曲面的上述开口部的轮廓线是圆弧曲线。
再有,在本发明的反射体中,最好上述凹曲面的上述开口部的轮廓线是椭圆曲线。
在本发明的反射体中,最好上述第1平坦面延伸到上述开口部,并且该第1平坦面的上述开口部的轮廓线是直线。
在本发明的反射体中,最好上述第2平坦面延伸到上述开口部,并且该第2平坦面的上述开口部的轮廓线是直线。
在本发明的反射体中,最好上述凹曲面是球面。
在本发明的反射体中,最好上述凹曲面是以上述最深点为基准的非对称形状。
其次,本发明的液晶显示装置,其特征在于:安装了上述任意一项记载的反射体。
另外,在本发明的液晶显示装置中,最好按照下述方式配置上述反射体:显示面是纵长的矩形状,上述第1方向与上述显示面的长边方向一致,并且上述第2方向与上述显示面的短边方向一致。
根据上述结构,由于具有当入射光从2个方向入射时亦示出良好的反射特性的反射体,故即使从纵向和横向中任意一个方向观看纵长的显示器,亦能获得良好的亮度等显示特性,并提高液晶显示装置的显示特性。
其次,本发明的反射体制造用的压头,其特征在于:在母板的表面形成母模面作为母模,将所述母模面转印到转印基板后制造具有与所述母模面相对应的转印面的转印模,并在基板上转印所述转印面,从而在所述基板上形成与所述母模面同一形状的反射面的反射体的制造方法中,是使用于形成所述母模面的压头,所述压头是在压头本体的前端部分设置了凹部形成部而构成的,所述凹部形成部由下述结构构成:包含所述压头本体的最前端部的凸曲面、与所述凸曲面相邻的第1平坦面、与所述凸曲面相邻并且其面方向与所述第1平坦面的面方向相交成90°的第2平坦面。
根据上述结构,能够制造出这样的反射体,即使入射光从2个方向入射时,亦示出良好的反射特性。
另外,在本发明的反射体制造用的压头中,最好上述第1平坦面和上述第2平坦面相邻。
另外,在本发明的反射体制造用的压头中,最好上述第1平坦面和上述第2平坦面相分离。
本发明的反射体制造用的压头,其特征在于:在母板的表面形成母模面作为母模,将所述母模面转印到转印基板后制造具有与所述母模面相对应的转印面的转印模,并在基板上转印所述转印面,从而在所述基板上形成与所述母模面同一形状的反射面的反射体的制造方法中,是使用于形成所述母模面的压头,所述压头是在压头本体的前端部分设置了凹部形成部而构成的,所述凹部形成部由下述结构构成:包含所述压头本体的最前端部的凸曲面、与所述凸曲面相邻的平坦面。
根据上述结构,能够制造出这样的反射体,即使入射光从2个方向入射时,亦示出良好的反射特性。
本发明的反射体制造用的压头,其特征在于:在母板的表面形成母模面作为母模,将所述母模面转印到转印基板后制造具有与所述母模面相对应的转印面的转印模,并在基板上转印所述转印面,从而在所述基板上形成与所述母模面同一形状的反射面的反射体的制造方法中,是使用于形成所述母模面的压头,所述压头是在压头本体的前端部分设置了凹部形成部而构成的,所述凹部形成部由下述结构构成:包含所述压头本体的最前端部的凸曲面、位于上述最前端部周围的环状的平坦部。
根据上述结构,能够制造出这样的反射体,即使入射光从2个方向入射时,亦示出良好的反射特性。
另外,在本发明的反射体制造用的压头中,最好上述凸曲面是球面。
另外,在本发明的反射体制造用的压头中,最好所述凸曲面是以上述最前端部为基准的非对称形状。
本发明的效果如下:
根据本发明,能够提供一种即使从2个方向观察时亦示出良好的反射特性的反射体和具有该反射体的液晶显示装置、以及适合于制造该反射体的压头。
附图说明
图1表示具有本发明的液晶显示装置的便携电话机的斜视图。
图2表示本发明的液晶显示装置的斜视图。
图3表示安装在本发明的液晶显示装置上的液晶显示面板的剖面模式图。
图4表示图3所示的液晶显示面板的俯视模式图。
图5表示第1实施方式的反射体的部分斜视图。
图6表示第1实施方式的反射体的俯视模式图。
图7表示设置在第1实施方式的反射体中的凹部的模式图,其中,A为凹部的俯视模式图,B为对应于A的M-M’线的剖面模式图,C为对应于A的N-N’线的剖面模式图。
图8是第1实施方式的反射体的反射特性的图,其中,A表示入射光从第1方向Y入射到反射体的状态的模式图,B为以反射角和反射率的关系表示此时的反射光的反射特性曲线的图表。
图9是第1实施方式的反射体的反射特性的示意图,其中,A表示入射光从第2方向X入射到反射体的状态的模式图,B表示以反射角和反射率的关系表示此时的反射光的反射特性曲线的图表。
图10是用于说明第1实施方式的反射体的制造方法的工序图。
图11是第1实施方式的反射体制造用压头的模式图,A为从一个方向观察压头时的侧面图,B是从另一个方向观察压头时的侧面图,C是从再另一个方向观察压头时的侧面图,D是压头的底面图。
图12是表示第2实施方式的反射体的俯视模式图。
图13是设置在第2实施方式的反射体的凹部的模式图,A是凹部的俯视模式图,B是对应于A的M-M’线的剖面模式图,C是对应于A的N-N’线的剖面模式图。
图14是第2实施方式的反射体的反射特性的示意图,即,以反射角和反射率之间的关系表示入射光从第1方向Y入射时的反射光的反射特性曲线的图表。
图15是第2实施方式的反射体的反射特性的示意图,即,以反射角和反射率之间的关系表示入射光从第2方向X入射时的反射光的反射特性曲线的图表。
图16是第2实施方式的反射体制造用压头的模式图,A为从一个方向观察压头时的侧面图,B是从另一个方向观察压头时的侧面图,C是压头的底面图。
图17是表示第3实施方式的反射体的俯视模式图。
图18是表示设置在第3实施方式的反射体中的凹部的模式图,其中,A为凹部的俯视模式图,B为对应于A的M-M’线的剖面模式图,C为对应于A的N-N’线的剖面模式图。
图19是第3实施方式的反射体的反射特性的示意图,即,以反射角和反射率之间的关系表示入射光从第1方向Y入射时的反射光的反射特性曲线的图表。
图20是第3实施方式的反射体的反射特性的示意图,即,以反射角和反射率之间的关系表示入射光从第2方向X入射时的反射光的反射特性曲线的图表。
图21是第3实施方式的反射体制造用压头的模式图,A为从一个方向观察压头时的侧面图,B是从另一个方向观察压头时的侧面图,C是压头的底面图。
图22是第4实施方式的反射体的俯视模式图。
图23是表示设置在第4实施方式的反射体中的凹部的模式图,其中,A为凹部的俯视模式图,B为对应于A的M-M’线的剖面模式图,C为对应于A的N-N’线的剖面模式图。
图24是第4实施方式的反射体的反射特性的示意图,即,以反射角和反射率之间的关系表示入射光从第1方向Y入射时的反射光的反射特性曲线的图表。
图25是第4实施方式的反射体的反射特性的示意图,以反射角和反射率之间的关系表示入射光从第2方向X入射时的反射光的反射特性曲线的图表。
图26是表示第4实施方式的反射体制造用压头的模式图,A为从一个方向观察压头时的侧面图,B是从另一个方向观察压头时的侧面图,C是压头的底面图。
图27是表示设置在第5实施方式的反射体中的凹部的模式图,其中,A为凹部的俯视模式图,B为对应于A的L-L’线的剖面模式图。
图28是表示设置在第6实施方式的反射体的凹部的模式图,其中,A为凹部的俯视模式图,B为对应于A的L-L’线的剖面模式图。
图29表示现有的反射体的斜视图。
图30是表示现有的反射体的所设置的凹部的模式图,其中,A为凹部的俯视模式图,B为对应于A的G-G线的剖面模式图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的第1实施方式。图1表示具有本发明的液晶显示装置的便携设备、例如便携电话机的斜视图。另外,图2表示本发明的液晶显示装置的斜视图,图3表示安装在液晶显示装置上的液晶显示面板的剖面模式图,图4表示液晶显示面板的俯视模式图。再有,图3是对应于图4的II-II线的剖面图。
图1所示的便携电话机1大致由下述结构构成:在电话机本体2上设置有作为显示部的液晶显示装置3、作为操作部的输入按键4。液晶显示装置3具有纵长的矩形状的显示面3a。这里,在本说明书中,将纵长的显示面3a的长边方向定义为第1方向Y。将显示面3a的短边方向定义为第2方向X。
其次,如图2所示,液晶显示装置3大致由反射型的液晶显示面板100、配置在液晶面板100上表面侧的前射光200构成。
前射光200由下述结构构成:与液晶显示面板100相面对设置的由丙烯系树脂等透明部件构成的平板状的导光体220、配置在该导光体220的侧端面的由丙烯系树脂等透明部件构成的四角柱状的中间导光体212、配置在该中间导光体212的长边方向的一个端面的由LED(发光二极管)等构成的发光元件211。
该例子的中间导光体212隔着空气层大致平行地配置在导光体220,浅浅地入射到该空气层与导光体212的边界面的光发生全反射后在导光体212内传播。再者,由于在导光体212内传播的光朝向导光体220射出,故导光体212的与导光体220相反一侧的面上形成未图示的楔形的槽,在该槽内形成Al或Ag等光反射性较高的金属薄膜。
上述导光体220隔着空气层大致平行地配置在液晶面板100的显示面,与中间导光体212相面对的侧端面作为光的入射面220a,与液晶面板100相面对的面(下表面)构成为光的射出面220b。此外,为了使从该入射面220a入射的光向出射面220b一侧进行反射(落射),在导光体220的上表面(液晶面板100的相反一侧的面)上形成条状的等离子体状的槽221。这些槽221具有由缓斜面221a和陡斜面221b构成的楔形的形状。
其次,如图3所示,反射型的液晶显示面板100由下述结构构成:元件侧的基板110、对置基板140、夹持在基板110、140之间的作为光调制层的液晶层150、从外侧按顺序配置在基板110外侧的偏振光板151、第1相位差板152、第2相位差板153。另外,基板110和基板140平面视时呈矩形形状,在其周边缘部分之间存在密封材料,在被基板110、基板140以及密封材料包围的状态下,在这些基板间夹持着液晶层150。
如图3所示,在元件侧的基板110中,在由玻璃或塑料等构成的基板本体111上(在图4中,在基板本体111的下表面侧,换言之,在液晶层一侧)分别沿图2的行方向(X方向)、列方向(Y方向)以彼此电绝缘的状态分别形成多个扫描线126、信号线125,在各扫描线126、信号线125的交叉部附近形成TFT(开关元件)130,并与各信号线126、信号线125围成的区域相对应地形成像素电极120。以下,在基板110上,将形成了像素电极120的区域、形成了TFT130的区域、形成了扫描线126和信号线125的区域分别称为像素区域、元件区域、布线区域。
TFT130具有反交错(stagger)的构造,从作为本体的基板111的最下层部按顺序形成栅极112、栅绝缘膜113、半导体层114和115、源极116和漏极117。也就是说,扫描线126的一部分延伸出来并形成栅极112,覆盖该栅极112的栅绝缘层113上形成岛状的半导体层114,并且其平面视时跨过栅极112,隔着半导体层115在该半导体层114两端侧的一端侧形成源极116,隔着半导体层115在另一端侧上形成漏极117。再者,在半导体层114上覆盖形成岛状的绝缘膜118,隔着该绝缘膜118,上述源极116的前端部和漏极117的前端部相面对。该绝缘膜118在制造半导体层114时起蚀刻阻挡层的作用,用于保护半导体层114。
基板111上除了玻璃外,还可以使用聚氯乙稀、聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等合成树脂类或天然树脂等的绝缘基板。除此以外,也可以将绝缘层设置在不锈钢板等导电性的基板上,并在该绝缘层上形成各种布线和元件等。
上述栅极112由铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、钛(Ti)、铜(Cu)、铬(Cr)等金属或包含一种以上这些金属的Mo-W等合金构成,并如图2所示,与配置在行方向的扫描线125一体地形成。此外,上述栅极绝缘层113由硅氧化物(SiOx)或氮化硅(SiNy)等硅系绝缘膜构成,并形成在基板111的几乎整个表面,使其覆盖扫描线126和栅极112。
上述半导体层114是由未进行掺杂的非晶硅(a-Si)等构成的i型半导体层,隔着栅极113与栅极112面对的区域构成为沟道区域。
上述源极区域116和漏极区域117由Al、Mo、W、Ta、Ti、Cu、Cr等金属或包含一种以上这些金属的合金构成,相面对地形成在半导体层114上并夹持沟道区域。此外,源极116从配置在列方向的信号线125延伸出来而形成。为了在上述半导体层114和源极116以及漏极117之间获得良好的欧姆接触,在半导体层114和各电极116、117之间设置有n型半导体层115,该n型半导体层115是将磷(P)等V族元素以高浓度掺杂而成。
另外,上述漏极117连接在Al或Ag等高反射率的金属材料像素120上。在栅极绝缘层113上呈矩阵状地形成多个该像素电极120,并且在本实施方式中,与扫描线126和信号线125划分的区域对应地各设置一个。并且,配置该像素电极120使其端部沿扫描线126和信号线125,并将除TFT130和扫描线126、信号线125之外的区域作为像素区域。
而且,在上述构成的基板111上覆盖绝缘层119形成由实施了研磨等规定的取向处理后的由聚酰亚胺等构成的取向膜123。
另一方面,对置基板140构成为滤色片阵列,在由玻璃或塑料等构成的基板本体141上形成如图3所示的反射体30和滤色片层142。
反射体30由反射基材31、和在反射基材31上成膜的反射膜32构成。反射基材31由丙稀系树脂、聚酰亚胺系树脂、苯并环丁烯聚合物(BCB)等有机绝缘材料构成。该反射基材31比较厚地层叠在该反射基材141上,在该反射基材31的表面侧(液晶层侧)设置有多个凹部33,该多个凹部33是将转印模压接在反射基材31表面而形成在至少与像素区域对应的位置,在这些凹部33上进一步形成由Al或Ag等高反射率的金属材料构成的反射膜32,在反射膜32上形成了形状与上述凹部33相吻合的后述的凹部34。通过该反射体30,入射到液晶面板100上的光部分被散漫射,在更广阔的观察范围内获得更明亮的显示。
如图3所示,上述滤色片层142采用如下结构,即:分别透射红(R)、绿(G)、蓝(B)波长的光的滤色片142R、142G、142B周期性排列,各滤色片142R、142G、142B设置在与各像素电极120对置的位置上。
在上述滤色片层142上形成ITO或IZO等透明的对置电极(公共电极)143,并且,在基板140的至少与显示区域对应的位置上形成实施了规定的取向处理的由聚亚酰胺等构成的取向膜144。
如上所述构成的基板110、140通过隔离物(省略图示)保持彼此间隔一定距离的状态,并通过呈矩形框架状涂敷在基板周边部的热固化性的密封材料(省略图示)进行粘接。在通过基板110、140及密封材料密封的空间封入液晶并形成作为光调制层的液晶层150,构成液晶显示面板100。
在本发明中,与图3所示的结构不同,在基板141侧形成TFT元件,进而在其上层叠反射体30的同时,在对置基板111侧形成滤色片(省略图示)。
接着,就本实施方式的反射体30进行详细说明。图5示出反射体30的部分斜视图,图6示出反射体30的俯视模式图,图7示出设置在反射体30上的凹部34的模式图。此外,图7A是凹部的俯视模式图,图7B是与图7A的M-M’线对应的剖面模式图,图7C是与图7A的N-N’线对应的剖面模式图。
如图5所示,反射体30大致由反射基材31(基板)、和层叠在反射基材31上的反射膜32构成。如上所述,反射膜32上设置有多个凹部34。通过在反射膜32上设置凹部34,从而形成凹凸状的反射面35。
如图6和图7所示,凹部34具有由圆弧曲线34a和直线34b、34c围成的大致呈扇形的开口部34d。另外,凹部34的内面由凹曲面34e和第1、第2平坦面34f、34g构成。凹曲面34e是从构成开口部34d的圆弧曲线34a至少延伸到凹部的最深点D的球面。再有,第1平坦面34f是与凹曲面34e相邻并与第1方向Y相交为90°的平面。第2平坦面34g是与凹曲面34e相邻并与第2方向X相交为90°的平面。此外,最深点D是位于凹曲面34e的最低位置的点。凹曲面34e为球面,由此凹曲面34e的开口部34d的轮廓线为圆弧曲线34a。另外,第1、第2平坦面34f、34g分别延伸到开口部34d,由此第1、第2平坦面34f、34g的开口部34d的轮廓线变成直线34b和34c。并且,第1平坦面34f和第2平坦面34g彼此相邻,并相交成90°。此外,第1、第2平坦面34f和34g分别与凹曲面34e相邻,在相邻部分与凹曲面34大致正交成90°角。
凹曲面34e的曲率半径r1最好设定在1μm~100μm的范围内。另外,开口部34d的轮廓线,即圆弧曲线34a的曲率直径r2最好设定在0.5μm~25μm的范围内。凹曲面34e的最大倾斜角的绝对值最好处于5°~30°的范围内。
而且,最深点D与第1平坦面34f之间的最短距离d1最好设定在0μm~3.5μm的范围内。最深点D与第2平坦面34g之间的最短距离d2最好设定在0μm~3.5μm的范围内。此外,最深点D的凹部34的深度d3最好设定在0.1μm~3μm的范围内。
再有,当将反射体30安装在液晶显示面板100上时,第1平坦面34f与图1的第1方向Y相交成90°的同时,第2平坦面34g与第2方向X相交成90°进行配置。
在具有如上结构的凹部34的液晶面板100中,从基板110的外侧入射的光透过基板110的像素电极120部分和液晶层150后在反射膜32进行反射,并再度透过液晶层150和像素电极120部分返回到观察者一侧,在该过程中,像素电极120控制液晶层150中的液晶分子的取向状态后控制透过液晶层150的光的状态,控制每个像素的显示、非显示状态或半色调显示状态。
在此,图8和图9示出了本实施方式的反射体30的反射特性。图8表示入射光从第1方向Y入射到反射体30时的反射特性。如图8A所示,当入射光从第1方向Y以30°的入射角入射到反射体30时,可以得到图8B的实线所示的反射特性曲线。
另外,对这里使用的反射体30的凹部34的形状参数进行说明,则凹曲面34e的曲率半径r1为20μm,圆弧曲线34a的曲率半径r2为6.8μm,凹曲面34e的最大倾斜角度为20°,最深点D和第1平坦面34f之间的最短距离d1为3μm,最深点D和第2平坦面34g之间的最短距离d2为3μm,最深点D的凹部34的深度d3为1.2μm。另外,入射角度和反射角度α是与反射体30的反射面35的法线H所成的角度。
如图8A所示,当入射光I1从第1方向Y入射时,该反射光I2的反射特性曲线相对于入射光的正反射角度(30°)示出非对称的反射率分布,并且反射率的最大值是处于比正反射角度(30°)小的反射角度范围的非高斯分布型。此外,反射角度α在从0°到30°左右的较宽的范围内表示高反射率。
其次,如图9A所示,当入射光从第2方向X以入射角度30°入射到反射体30上时,可获得图9B的实线所示的反射特性曲线。当入射光从第2方向X入射时,如图9B所示,其反射特性曲线为非高斯分布型,相对于入射光的正反射角度(30°)表示非对称的反射率分布,并且反射率的最大值是处于比正反射角度(30°)小的反射角度范围。此外,反射角度α在从0°到30°左右的较宽的范围内表示高反射率。该图9B所示的反射特性曲线是与如图8B所示的反射特性曲线大致相同的曲线。
再有,图8B和图9B所示的虚线的反射特性曲线是比较例的内容。也就是说,比较例中示出的是使用设置有凹部的反射体测定的曲线,其中,在该凹部中,开口部形状是圆形,凹曲面的曲率半径r1是20μm,开口部的曲率半径r2是6.8μm,凹曲面的最大倾斜角度的绝对值是20°,最深点D的凹部34的深度d3为1.2μm。在该比较例中,相对于正反射角度(30°)示出了对称的非高斯分布。反射角度0~30°的反射率比实施例低,显示特性较差。
在本实施方式的反射体30中,从第1方向Y入射的入射光主要通过凹曲面34d和第1平坦面34f进行扩散反射。该扩散反射后的反射光的反射特性曲线为非高斯分布型的曲线,其中,反射率较高的区域向以第1平坦面34f的面方向为中心的方向扩展,并且分散比高斯分布进一步扩展。通过将该第1平坦面34f的面方向与液晶显示装置的使用状态相匹配地进行适当变更,从而能够提高朝向使用者视线方向的反射光的亮度。
同样,从第2方向X入射的入射光主要通过凹曲面34d和第2平坦面34g进行扩散反射。经过该扩散反射后的反射光的反射特性曲线为非高斯分布型的曲线,其中,反射率较高的区域向以第2平坦面34g的面方向为中心的方向扩展,并且分散比高斯分布进一步扩展。通过将该第2平坦面34g的面方向与液晶显示装置的使用状态相匹配地进行适当变更,从而能够提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
如上所述,在本实施方式的反射体30中,当入射光从第1平坦面34f或第2平坦面34g的各面的面方向入射时,可得到良好的反射特性。因此,在图1所示的便携电话机1中,当保持电话本体2不动而在纵长的状态下观看显示面3a时,或者将电话本体2倾斜90°后在横长的状态下观看显示面3a时,可得到良好的显示特性。
此外,在本实施方式的反射体中,示出了第1平坦面34f和第2平坦面34g相邻的情形,但第1平坦面34f和第2平坦面34g相分离亦可。再有,第1平坦面34f和第2平坦面34g相交的角度不限于90°,亦可以与液晶显示装置的使用方式相匹配地进行适当变更。另外,凹曲面34d并不限于球面,也可以采用以最深点D为边界改变曲率半径从而形成非对称形状。
接着,对上述反射体30的制造方法进行说明。图10示出反射体30的制造工序。
首先,如图10A所示,例如,将由黄铜、不锈钢、工具钢等构成的表面较为平坦的平板状的母板(原板)77固定在滚轧装置的工作台上。然后,前端利用规定形状的金刚石压头78(反射体制造用的压头)按压母板77的表面,将母板77向水平方向移动,并使压头78上下移动进行按压,反复多次进行上述操作,从而将由多个凹部77a构成的母模面77b滚轧在母板77的表面,成为图10B所示的母模(原型)79。
之后,如图10C所示,将母模79容纳、配置在箱形容器80内,使例如硅酮等树脂材料81流入容器80内,在常温下放置、固化,并将该固化后的树脂制品从容器80中取出后,切除不需要的部分,生成具有转印面82a的转印模82,如图10D所示,该转印面82a具有形成母模79的母模面79b的多个凹部和相反的凹凸形状,即多个凸部。
接着,通过旋涂法、丝网印刷法、喷涂法等涂敷方法将丙稀系抗蚀剂、聚苯乙烯系抗蚀剂、叠氮化物系抗蚀剂、亚胺系抗蚀剂等的感光性树脂液涂敷在玻璃基板的上表面。然后,涂敷结束后,进行预烘干并在基板上形成感光性树脂层。该预烘干是使用加热炉或者加热板(hot plate)等加热装置,将基板上的感光性树脂液在80~100°的温度范围内加热1分钟以上。但是,由于预烘干条件因所使用的感光性树脂的种类而有所不同,故当然可以在上述范围之外的温度和时间内进行处理。另外,这里所形成的感光性树脂层的膜厚最好为2~5μm。
然后,如图10E所示,使用图10D所示的转印模82,将该转印模82的转印面82a在玻璃基板上的感光性树脂层73(反射基材31)上按压一定时间后,将转印模82从感光性树脂层73取下。这样,如图10F所示,将转印面82a的凸部转印到感光性树脂层73的表面,并形成多个凹部34。另外,模具按压时的压力最好选择与所使用的感光性树脂的种类相适应的值,例如可以采用30~50kg/cm2左右的压力。按压时间最好也选择与所使用的感光性树脂的种类相适应的值。例如为30秒~10分钟左右。
之后,从透明的玻璃基板的背面侧照射用于固化感光性树脂层73的紫外线(g、h、i线)等光线,使感光性树脂层73固化。然后,采用与预烘干所使用的相同的加热炉、加热板等加热装置,在例如240℃左右下进行将玻璃基板上的感光性树脂层73加热1分钟以上的后烘干后,烧制玻璃基板上的感光性树脂层73。
最后,通过电子束蒸镀等方式在感光性树脂层73的表面成膜铝后沿着凹部34的表面形成反射膜32,从而完成本实施方式的反射体30。
图11表示在上述制造工序中使用的金刚石压头78(用于反射体制造的压头)的模式图。图11A表示从一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图11B表示从另一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图11C表示进一步从另一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图11D表示金刚石压头的底面图。
如图11所示,金刚石压头78在棒状的压头本体90的前端部分设置有凹部形成部91而构成。凹部形成部91大致有下述部分构成:包含压头本体90的前端部分90a的凸曲面90b、与凸曲面90b相邻的第1平坦面90c、与上述凸曲面90b相邻且其面方向与上述第1平坦面90c的面方向相交成90°的第1平坦面90d。
构成凹部形成部91的凸曲面90b为凸球面,其位于金刚石压头78的底面。此外,第1、第2平坦面90c、90d彼此相邻,并沿着压头本体90的长边方向延伸。这样,凹部形成部91具有与反射体30的凹部34的形状相对应的形状。
根据上述的金刚石压头78,即使入射光自2个方向入射,也能够较容易地制造出示出良好的反射特性的反射体。
再者,在上述金刚石压头中,上述凸曲面可以是以上述最前端部为基准的非对称形状,上述第1平坦面和上述第2平坦面亦可以分离。
(第2实施方式)
接着,参照附图就第2实施方式的反射体进行说明。图12表示本实施方式的反射体的部分俯视模式图,图13表示设置在反射体上的凹部的模式图。此外,图13A表示凹部的俯视模式图,图13B是与图13A的M-M’线对应的剖面模式图,图13C是与图13的N-N’线对应的剖面模式图。
本实施方式的反射体230与第1实施方式的反射体一样,都是大致由反射基材(基板)和反射膜构成。在反射膜上设置了多个凹部234。通过在反射膜上设置凹部234,从而形成了凹凸状的反射面。
如图12和图13所示,凹部234具有由椭圆曲线234a和直线234b、234c围成的变形扇状的开口部234d。另外,凹部234的内面由凹曲面234e、第1和第2平坦面234f、234g构成。凹曲面234e是椭圆体面,从构成开口部234d的椭圆曲线234a至少延伸到凹部的最深点D。而第1平坦面234f是与凹曲面234e相邻且与第1方向Y相交成90°的平面。第2平坦面234g是与凹曲面234e相邻且与第2方向X相交成90°的平面。此外,最深点D是位于凹曲面234e的最低位置的点。第1和第2平坦面234f、234g分别延伸到开口部234d,由此,第1和第2平坦面234f、234g的开口部234d的轮廓线变成直线234b、234c。而且,第1平坦面234f和第2平坦面234g彼此相邻且正交成90°角度。此外,第1和第2平坦面234f、234g分别与凹曲面234e相邻,在相邻部分与凹曲面234e大致正交成90°角。
椭圆体面的凹曲面234e的长轴方向的长径r4最好设定在10μm~100μm的范围内,而短轴方向的曲短径r5最好设定在1μm~90μm的范围内。此外,开口部234d的轮廓线,即椭圆曲线234a的长径r6最好设定在0.5μm~25μm的范围内,椭圆曲线234a的短径r7最好设定在0.5μm~25μm的范围内。再有,凹曲面234e的长轴方向的最大倾斜角的绝对值最好处于5°~25°的范围内,短轴方向的最大倾斜角的绝对值最好处于15°~28°的范围内。
还有,最深点D与第1平坦面234f的最短距离d4最好设定在0μm~3.5μm的范围内,最深点D与第2平坦面234g的最短距离d5最好设定在0μm~3.5μm的范围内。另外,最深点D的凹部234的深度d6最好设定在0.1μm~3μm的范围内。
将反射体230安装在液晶显示面板上时,与第1实施方式一样,最好第1平坦面234f与图1所示的第1方向Y相交成90°,同时第2平坦面234g与第2方向X相交成90°配置。
此处,图14和图15示出了本实施方式的反射体230的反射特性。图14表示入射光从第1方向Y入射到反射体230时的反射特性。而图15表示入射光从第2方向X入射到反射体230时的反射特性。
再者,对这里使用的反射体230的凹部234的形状参数进行说明。凹曲面234e的长径r4为38.2μm,凹曲面234e的短径r5为20μm,椭圆曲线234a的长径r5为11.8μm,短径r6为8.44μm,凹曲面234e的长轴方向的最大倾斜角为18°,凹曲面234e的短轴方向的最大倾斜角为25°,最深点D与第1平坦面234f的最短距离d4为3μm,最深点D与第2平坦面234g的最短距离d5为3μm,最深点D的凹部234的深度d6为1.87μm。
如图14所示,当入射光从第1方向以30°的入射角入射到反射体230上时,其反射光的反射特性曲线如图14的实线所示为非高斯分布,相对于入射光的正反射角(30°)示出非对称的反射率分布,并且反射率的最大值处于比入射光的正反射角(30°)小的反射角度范围。另外,在反射角α处于从0°~30°左右的较大范围内,示出较高的反射率。
此外,如附图15所示,当入射光从第2方向X以30°的入射角入射到反射体30上时,其反射特性曲线为非高斯分布,相对于入射光的正反射角(30°)示出非对称的反射率分布,并且反射率的最大值处于比入射光的正反射角(30°)小的反射角度范围。另外,在反射角α处于从10°~30°左右的较大范围内,示出较高的反射率。该图15所示的反射特性曲线与图14所示的反射特性曲线相比,反射率较大的区域成为稍狭窄的曲线。这是因为凹曲面234d的短径r5比长径r6小的缘故。
另外,图14和图15所示的虚线部分的反射特性曲线是第1实施方式中的比较例子。
在本实施方式的反射体230中,自第1方向Y入射的入射光主要通过凹曲面234d和第1平坦面234f进行扩散反射。经过该扩散反射后的反射光的反射特性曲线是非高斯分布型的曲线,其中,反射率较大的区域向以第1平坦面234f的面方向为中心的方向扩展,与高斯分布相比分散进一步扩展。通过将该第1平坦面234f的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而可以提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
同样,自第2方向X入射的入射光主要通过凹曲面234d和第2平坦面234g进行扩散反射。经过该扩散反射后的反射光的反射特性曲线是非高斯分布型的曲线,其中,反射率较大的区域向以第2平坦面234g的面方向为中心的方向扩展,与高斯分布相比分散进一步扩展。通过将该第2平坦面234g的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而可以提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
如上所述,本实施方式的反射体230可获得与第1实施方式的反射体相同的效果。
另外,在本实施方式的反射体中,第1平坦面和第2平坦面可以相分离。此外,第1平坦面和第2平坦面相交的角度并不限于90°,可根据液晶显示装置的使用方式而进行适当变更。
图16表示用于进行上述反射体的制造的金刚石压头278(用于制造反射体的压头)的模式图。图16A表示从一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图16B表示从另一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图16C表示金刚石压头的底面图。
如图16所示,金刚石压头278在棒状的压头本体290的前端部分设置有凹部形成部291而构成。凹部形成部291大致由下述部分构成:包含压头本体290的前端部分290a的凸曲面290b、与凸曲面290b相邻的第1平坦面290c、与上述凸曲面290b相邻且其面方向与上述第1平坦面290c的面方向相交成90°的第2平坦面290d。
构成凹部形成部291的凸曲面290b为凸形的椭圆体面,其位于金刚石压头278的底面。此外,第1、第2平坦面290c、290d彼此相邻,并沿着压头本体290的长边方向延伸。这样,凹部形成部291具有与反射体230的凹部234的形状相对应的形状。
根据上述的金刚石压头278,即使入射光自2个方向入射,也能够较容易地制造出示出良好的反射特性的反射体。
在上述金刚石压头中,上述第1平坦面和上述第2平坦面相分离亦可。
(第3实施方式)
接着,参照附图就第3实施方式的反射体进行说明。图17表示本实施方式的反射体的部分俯视模式图,图18表示设置在反射体上的凹部的模式图。此外,图18A表示凹部的俯视模式图,图18B是与图18A的M-M’线对应的剖面模式图,图18C是与图18A的N-N’线对应的剖面模式图。
本实施方式的反射体330与第1实施方式的反射体一样,都是大致由反射基材(基板)和反射膜构成。在反射膜上设置了多个凹部334。通过在反射膜上设置凹部334,从而形成了凹凸状的反射面。
如图18所示,本实施方式的凹部334具有由圆弧曲线234a和直线234b围成的大致半圆形状的开口部334d。另外,凹部334的内面由凹曲面334e和平坦面334f(第1和第2平坦面)构成。凹曲面334e是球面,从构成开口部334d的圆弧曲线334a至少延伸到凹部的最深点D。而平坦面334f是与凹曲面334e相邻的平面。此外,最深点D是位于凹曲面334e的最低位置的点。平坦面334f延伸到开口部334d,由此,平坦面334f的开口部334d的轮廓线变成直线334b。而且,平坦面334f与凹曲面334e相邻,在相邻部分与凹曲面334e大致正交成90°角。
球面的凹曲面334e的曲率半径r7最好设定在1μm~100μm的范围内。此外,开口部334d的轮廓线,即圆弧曲线334a的曲率半径r8最好设定在0.5μm~25μm的范围内。再有,凹曲面334e的最大倾斜角的绝对值最好处于5°~30°的范围内。
还有,最深点D与平坦面334f的最短距离d7最好设定在0μm~3.5μm的范围内,最深点D的凹部334的深度d8最好设定在0.1μm~3μm的范围内。
其次,如图17所示,上述凹部334在2个方向上改变方向排列在反射基材上。也就是说,凹部334f由以下结构构成:沿与第1方向Y相交成90°的方向配置了平坦面334f的第1凹部334A、以及沿与第2方向X相交成90°的方向配置了平坦面334f的第2凹部334B。这里,为了便于说明,将第1凹部334A的平坦面334f作为第1平坦面,而将第2凹部334B的平坦面334f作为第2平坦面。通过改变第1平面和第2平面的比率,从而能够调整第1方向和第2方向的反射率。第1和第2平坦面除了其排列方向不同之外,在构成凹部334这一点上都是相同结构的面。
将反射体330安装在液晶显示面板时,与第1实施方式一样,最好第1凹部334A的平坦面与图1所示的第1方向Y相交成90°,同时第2凹部334B的平坦面与第2方向X相交成90°配置。
根据上述反射体330,由于具有第1凹部334A和第2凹部334B,故当入射光从第1和第2平坦面334f的各面的面方向入射时,可得到良好的反射特性。
即,自第1方向Y入射的入射光主要通过第1凹部334A的凹曲面334e和第1平坦面334f以及第2凹部334B的凹曲面334e进行扩散反射。经过该扩散反射后的反射光的反射特性曲线是非高斯分布型的曲线,其中,反射率较大的区域向以第1平坦面334f的面方向为中心的方向扩展,与高斯分布相比分散进一步扩展。通过将该第1平坦面334f的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而可以提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
同样,自第2方向X入射的入射光主要通过第2凹部334B的凹曲面334e和第2平坦面334f以及第1凹部334A的凹曲面334e进行扩散反射。经过该扩散反射后的反射光的反射特性曲线是非高斯分布型的曲线,其中,反射率较大的区域向以第2平坦面334f的面方向为中心的方向扩展,与高斯分布相比分散进一步扩展。通过将该第2平坦面334f的面方向与液晶显示装置的使用方式相匹配进行适当变更,从而可以提高朝向使用者的视线方向的反射光的亮度。
这样,由于本实施方式的反射体330具有第1凹部334A和第2凹部334B,故当入射光从各方向入射时,可获得良好的反射特性,其中,第1凹部334A用于表示相对于来自第1方向Y的入射光示出非高斯分布型的反射特性曲线,而第2凹部334B用于表示相对于来自第2方向X的入射光示出非高斯分布型的反射特性曲线。
这里,图19和图20表示本实施方式的反射体330的反射特性。图19表示当入射光从第1方向Y入射到反射体330上时的反射特性。图20表示当入射光从第2方向X入射到反射体330时的反射特性。
另外,对这里使用的反射体330的凹部334的形状参数进行说明。凹曲面334e的曲率半径r7为20μm,圆弧曲线334a的曲率半径r8为6.8μm,凹曲面334e的最大倾斜角度为20°,最深点D和平坦面334f之间的最短距离d7为3μm,最深点D的凹部334的深度d8为1.2μm。另外,第1平坦面和第2平坦面的比率为1∶1。
如图19所示,当入射光从第1方向以30°的入射角入射到反射体330上时,其反射光的反射特性曲线如图19的实线所示为非高斯分布,相对于入射光的正反射角(30°)示出非对称的反射率分布,并且反射率的最大值处于比入射光的正反射角(30°)小的反射角度范围。此外,反射角a在0°~30°的较宽范围内示出较高的反射率。
另外,如图20所示,当入射光从第2方向X以30°的入射角入射到反射体30上时的反射特性曲线与图19的情形大致相同。
再者,图19和图20所示的虚线的反射特性曲线是第1实施方式的比较例。
如上所示,在本实施方式的反射体330中,可以获得与第1实施方式的反射体相同的反射特性。
图21示出用于上述反射体制造的金刚石压头378(反射体制造用的压头)的模式图。图21A表示从一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图21B表示从另一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图21C表示金刚石压头的底面图。
如图21所示,金刚石压头378在棒状的压头本体390的前端部分设置有凹部形成部391而构成。凹部形成部391大致由下述部分构成:包含压头本体390前端部分390a的凸曲面390b、与凸曲面390b相邻的平坦面390c。构成凹部形成部391的凸曲面390b为凸球面,并位于金刚石压头378的底面。另外,平坦面390c沿压头本体390的长边方向延伸。这样,凹部形成部391具有与反射体330的凹部334的形状相对应的形状。
为了使用上述金刚石压头378制造反射体330,将压头按压在母板上形成凹部,接着,将压头按顺时针方向旋转90°之后,将压头按压在母板上形成凹部,继而将压头按照逆时针旋转方向旋转90°之后返回到原来的方向,再将压头按压在母板上形成凹部。反复进行该动作,从而获得具有平坦面方向相差90°的多个凹部的母模。使用该母模制造转印模,进而使用该转印模获得本实施方式的反射体。
根据上述金刚石压头378,即使入射光从2个方向入射时,也能够容易地制造出示出良好的反射特性的反射体。
(第4实施方式)
接着,参照附图说明第3实施方式的反射体。图22表示本实施方式的反射体的部分俯视模式图,图23表示设置在反射体的凹部的模式图。另外,图23A是凹部的俯视模式图,图23B是与图23A的M-M’线对应的剖面模式图,图23C是与图18A的N-N’线对应的剖面模式图。
本实施方式的反射体430与第1实施方式的反射体一样,都是大致由反射基材(基板)和反射膜构成。在反射膜上设置了多个凹部434。通过在反射膜上设置凹部434,从而形成了凹凸状的反射面。
如图23所示,本实施方式的凹部434具有由椭圆曲线434a和直线434b围成的大致半椭圆形状的开口部434d。另外,凹部434的内面由凹曲面434e和434f(第1和第2平坦面)构成。凹曲面434e是椭圆体面,从构成开口部434d的圆弧曲线434a至少延伸到凹部的最深点D。而平坦面434f是与凹曲面434e相邻的平面其。此外,最深点D是位于凹曲面434e的最低位置的点。平坦面434f延伸到开口部434d,由此,平坦面434f的开口部434d的轮廓线变成直线434b。而且,平坦面434f与凹曲面434e相邻,在相邻部分与凹曲面434e大致正交成90°角。
椭圆体面的凹曲面434e的长径r9最好设定在10μm~100μm的范围内,直径r10最好设定在1μm~90μm的范围内。此外,开口部434d的轮廓线,即圆弧曲线334a的直径r11最好设定在0.5μm~25μm的范围内,直径r12最好设定在0.5μm~25μm的范围内。此外,凹曲面434e长轴方向的最大倾斜角的绝对值最好处于5°~25°的范围内,而短轴方向的最大倾斜角的绝对值最好处于15°~28°的范围内。
还有,最深点D与平坦面434f的最短距离d9最好设定在0μm~3.5μm的范围内,最深点D的凹部434的深度d10最好设定在0.1μm~3μm的范围内。
如图22所示,上述凹部434在2个方向上改变方向并排列在反射基材上。也就是说,凹部434f由以下结构构成:沿与第1方向Y相交成90°的方向配置了平坦面434f的第1凹部434A、和沿与第2方向X相交成90°的方向配置了平坦面434f的第2凹部434B。这里,为了便于说明,将第1凹部434A的平坦面434f作为第1平坦面,而将第2凹部434B的平坦面434f作为第2平坦面。通过改变第1平面和第2平面的比率,从而能够调整第1方向和第2方向的反射率。第1和第2平坦面除了其排列方向不同之外,在构成凹部434这一点上都是相同结构的面。
将反射体430安装在液晶显示面板时,与第1实施方式一样,最好第1凹部434A的平坦面与图1的第1方向Y相交成90°,同时第2凹部434B的平坦面与第2方向X相交成90°配置。
根据上述反射体430,与第3实施方式一样,由于具有第1凹部434A和第2凹部434B,故当入射光从各方向入射时,可得到良好的反射特性,其中,第1凹部434A相对于来自第1方向Y的入射光示出非高斯分布型的反射特性曲线,而第2凹部434B相对于来自第2方向X的入射光示出非高斯分布型的反射特性曲线。
这里,图24和图25表示本实施方式的反射体430的反射特性。图24表示当入射光从第1方向Y入射到反射体430时的反射特性。图25表示当入射光从第2方向X入射到反射体430时的反射特性。
另外,对这里使用的反射体430的凹部434的形状参数进行说明。凹曲面434e的长径r11为38.2μm,短径r12为20μm,圆弧曲线334a的长径r9为11.8μm,短径r10为8.44μm,凹曲面334e的长轴方向的最大倾斜角度为18°,短轴方向的最大倾斜角为20°,最深点D和平坦面334f的最短距离d7为3μm,最深点D的凹部334的深度d8为1.87μm。另外,第1平坦面和第2平坦面的比率为1∶1。
如图24所示,当入射光从第1方向以30°的入射角入射到反射体330上时,其反射光的反射特性曲线如图24的实线所示为非高斯分布,相对于入射光的正反射角(30°)示出非对称的反射率分布,并且反射率的最大值处于比入射光的正反射角(30°)小的反射角度范围。此外,反射角a在0°~30°的较宽范围内示出较高的反射率。
另外,如图25所示,当入射光从第2方向X以30°的入射角入射到反射体30上时的反射特性曲线与图24的情形大致相同。
再者,图24和图25的虚线所示的反射特性曲线是第1实施方式的比较例。
如上所示,在本实施方式的反射体430中,可以获得与第1实施方式的反射体相同的反射特性。
图26示出用于制造上述反射体的金刚石压头478(反射体制造用的压头)的模式图。图26A表示从一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图26B表示从另一个方向观察金刚石压头时的侧面图,图26C表示金刚石压头的底面图。
如图26所示,金刚石压头478在棒状的压头本体490的前端部分设置有凹部形成部491而构成。凹部形成部491大致由下述部分构成:包含压头本体490的最前端部490a的凸曲面490b、与凸曲面490b相邻的平坦面490c。构成凹部形成部491的凸曲面490b为椭圆体面,并位于金刚石压头478的底面。另外,平坦面490c沿压头本体490的长边方向延伸。这样,凹部形成部491具有与反射体430的凹部434的形状相对应的形状。
为了使用上述金刚石压头478制造反射体430,与第3实施方式一样,将压头按压在母板上形成凹部,接着,将压头按顺时针方向旋转90°之后,将压头按压在母板上形成凹部。反复进行该动作,从而获得具有平坦面方向相差90°的多个凹部的母模。使用该母模制造转印模,进而使用该转印模获得本实施方式的反射体。
根据上述金刚石压头478,即使入射光从2个方向入射时,也能够制造出示出良好的反射特性的反射体。
(第5实施方式)
接着,就第5实施方式的反射体进行说明。
图27表示设置在本实施方式的反射体上的凹部的模式图。图27A表示凹部的俯视模式图,图27B表示图27A的L-L’线所对应的剖面模式图。
图27所示的凹部534具有由圆弧曲线534a所围成的圆形的开口部534d。另外,凹部534的内面由凹曲面534e构成。凹曲面534e是球面,从构成开口部534d的圆弧曲线534a至少延伸到凹部的最深点D。此外,凹曲面534e上设置有位于最深点D周围的环状的平坦部534f。平坦部534f相对于开口部534a形成为同心圆状。此外,通过该平坦部534f,凹曲面534e被分成包含最深点D的中心部534e1和位于平坦部534f外侧的外围部534e2。此外,最深点D位于L-L’线上,是成为圆弧曲线534a中心的点。凹曲面534e是球面,由此凹曲面534e的开口部534d的轮廓线变成圆弧曲线534a。
凹曲面534e的曲率半径r13最好设定在1μm~100μm的范围内。此外,当以最深点D为中心时,开口部534d的轮廓线,即圆弧曲线534a的曲率半径r14最好设定在0.5μm~25μm的范围内。再者,凹曲面534e的最大倾斜角的绝对值最好处于5°~30°的范围内。
再有,当以最深点D为中心时的环状的平坦部534f的外径r15最好设定在1μm~25μm的范围内,而平坦部534f的宽度最好设定在2μm~25μm的范围内。而且,最深点D的凹部534的深度d11最好设定在0.1μm~3μm的范围内。
根据设置了如上所述构成的凹部534的反射体,由于平坦部534f形成为以最深点D为中心的环状,故无论入射光从哪个方向入射到反射体上,均可获得与第1实施方式相同的反射特性。
因此,当将本实施方式的反射体安装到液晶显示面板100上时,对反射体的安装方向没有特别的限制。即,无需关注平坦部534f的方向,而能够将反射体安装在液晶显示面板上。
还有,在上述凹部534中,开口部的形状并不限定于圆形,也可以是椭圆形。此外,凹曲面并不限于球面,也可以是椭圆体面。而且,由平坦部分开的凹曲面的中心部和外周部的曲率半径可以相同,亦可以不同。以最深点D为基准时的凹曲面的剖面形状可以是非对称形状。
再有,用于制造本实施方式的反射体的金刚石压头的凹部形成部可以具有与上述凹部534的形状相对应的形状。
(第6实施方式)
接着,就第6实施方式的反射体进行说明。
图28表示设置在本实施方式的反射体上的凹部的模式图。图28A表示凹部的俯视模式图,图28B表示图28A的L-L’线所对应的剖面模式图。
图28所示的凹部634具有由圆弧曲线634a围成的圆形的开口部634d。另外,凹部634的内面由凹曲面634e构成。凹曲面634e是球面,从构成开口部634d的圆弧曲线634a至少延伸到凹部的最深点D。该凹曲面上设置有第1、第2平坦面634f和634g。第1平坦面634f是与凹曲面634e相邻且与第1方向Y相交成90°的平面。此外,第2平坦面634g与凹曲面634e相邻且与第2方向X相交成90°的平面。凹曲面634e为球面,由此凹曲面634e的开口部634d的轮廓线变成圆弧曲线634a。此外,第1、第2平坦面634f和634g并不延伸到开口部634d而是被凹曲面634e包围。而且,第1平坦面634f和第2平坦面634g彼此分离,这些面的方向彼此相交成90°。
凹曲面634e的曲率半径r16最好设定在1μm~100μm的范围内。此外,当以最深点D为中心时,开口部634d的轮廓线,即圆弧曲线634a的曲率半径r17最好设定在0.5μm~25μm的范围内。再者,凹曲面634e的最大倾斜角的绝对值最好处于5°~30°的范围内。另外,最深点D的凹部634的深度d12最好设定在0.1μm~3μm的范围内。
此外,第1、第2平坦面634f、634g的大小最好相对于凹曲面634e的面积分别为1%~80%左右。
根据设置了如上所述构成的凹部634的反射体,可以得到与第1实施方式相同的反射特性。
再有,在上述凹部634中,开口部的形状并不限定于圆形,也可以是椭圆形。此外,凹曲面并不限于球面,也可以是椭圆体面。而且,以最深点D为基准时的凹曲面的剖面形状可以是非对称形状。
再有,用于制造本实施方式的反射体的金刚石压头的凹部形成部可以采用与上述凹部634的形状相对应的形状。
Claims (22)
1.一种反射体,其特征在于:
该反射体为使用于反射型或者半透射型的液晶显示装置的反射体,当入射光从第1方向入射到该反射体上时,其反射特性曲线为相对于入射光的正反射角度示出非对称的反射率分布且反射率的最大值处于比入射光的正反射角度小的反射角度范围内的非高斯分布型,并且当入射光从与所述第1方向交叉的第2方向入射到所述反射体上时,亦示出与所述第1方向的情形相同的非高斯分布型的反射特性曲线。
2.如权利要求1所述的反射体,其特征在于:
在基板的反射面上设置有多个凹部,
所述凹部的内面由从该凹部的开口部至少延伸到该凹部的最深点的凹曲面、与所述凹曲面相邻且与所述第1方向相交成90°的第1平坦面、以及与所述凹曲面相邻且与所述第2方向相交成90°的第2平坦面构成。
3.如权利要求2所述的反射体,其特征在于:
所述第1平坦面和所述第2平坦面相邻。
4.如权利要求2所述的反射体,其特征在于:
所述第1平坦面和所述第2平坦面分离。
5.如权利要求1所述的反射体,其特征在于:
在基板的反射面上设置有多个凹部,
所述凹部的开口部形状为圆形或椭圆形,而且该凹部的内面为凹曲面,在该凹曲面上设置有位于所述最深点周围的环状的平坦部。
6.如权利要求1所述的反射体,其特征在于:
在基板的反射面上设置了多个凹部,
所述凹部由第1凹部和第2凹部构成,其中,所述第1凹部相对于来自所述第1方向的入射光示出所述非高斯分布型的反射特性曲线;而所述第2凹部相对于来自所述第2方向的入射光示出所述非高斯分布型的反射特性曲线。
7.如权利要求6所述的反射体,其特征在于:
所述第1凹部的内面由从该第1凹部的开口部至少延伸到该第1凹部的最深点的凹曲面、以及与该凹曲面相邻且与所述第1方向相交成90°的第1平坦面构成,
所述第2凹部的内面由从该第2凹部的开口部至少延伸到该第2凹部的最深点的凹曲面、以及与该凹曲面相邻且与所述第2方向相交成90°的第2平坦面构成。
8.如权利要求2或6所述的反射体,其特征在于:
所述凹曲面的所述开口部的轮廓线是圆弧曲线。
9.如权利要求2或6所述的反射体,其特征在于:
所述凹曲面的所述开口部的轮廓线是椭圆曲线。
10.如权利要求2或7所述的反射体,其特征在于:
所述第1平坦面延伸到所述开口部,而且该第1平坦面的所述开口部的轮廓线是直线。
11.如权利要求2或7所述的反射体,其特征在于:
所述第2平坦面延伸到所述开口部,而且该第2平坦面的所述开口部的轮廓线是直线。
12.如权利要求2或7所述的反射体,其特征在于:
所述凹曲面是球面。
13.如权利要求2或6所述的反射体,其特征在于:
所述凹曲面是以所述最深点为基准的非对称形状。
14.一种液晶显示装置,其特征在于:
安装了权利要求1所述的反射体。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述显示面是纵长的矩形形状,将所述反射体布置为所述第1方向与所述显示面的长边方向一致、而且所述第2方向与所述显示面的短边方向相一致。
16.一种反射体制造用的压头,其特征在于:在反射体的制造方法中,所述压头在形成母模面时使用,所述反射体的制造方法在母板的表面形成所述母模面作为母模,将所述母模面转印到转印基板后制造出具有与所述母模面相对应的转印面的转印模,并在基板上转印所述转印面,从而在所述基板上形成与所述母模面同一形状的反射面,
所述压头是在压头本体的前端部分设置了凹部形成部而构成的,所述凹部形成部由包含所述压头本体的最前端部的凸曲面、与所述凸曲面相邻的第1平坦面、以及与所述凸曲面相邻并且其面方向与所述第1平坦面的面方向相交成90°的第2平坦面构成。
17.如权利要求16所述的反射体制造用的压头,其特征在于:
所述第1平坦面与所述第2平坦面相邻。
18.如权利要求16所述的反射体制造用的压头,其特征在于:
所述第1平坦面与所述第2平坦面分离。
19.一种反射体制造用的压头,其特征在于:在反射体的制造方法中,所述压头在形成母模面时使用,所述反射体的制造方法在母板的表面形成所述母模面作为母模,将所述母模面转印到转印基板后制造出具有与所述母模面相对应的转印面的转印模,并在基板上转印所述转印面,从而在所述基板上形成与所述母模面同一形状的反射面,
所述压头是在压头本体的前端部分设置了凹部形成部而构成的,所述凹部形成部由包含所述压头本体的最前端部的凸曲面、以及与所述凸曲面相邻的平坦面构成。
20.一种反射体制造用的压头,其特征在于:在反射体的制造方法中,所述压头在形成母模面时使用,所述反射体的制造方法在母板的表面形成所述母模面作为母模,将所述母模面转印到转印基板后制造出具有与所述母模面相对应的转印面的转印模,并在基板上转印所述转印面,从而在所述基板上形成与所述母模面同一形状的反射面,
所述压头是在压头本体的前端部分设置了凹部形成部而构成的,所述凹部形成部由包含所述压头本体的最前端部的凸曲面、以及位于所述最前端部周围的环状的平坦部构成。
21.如权利要求16、19或20中任意一项所述的反射体制造用的压头,其特征在于:
所述凸曲面是球面。
22.如权利要求16、19或20中任意一项所述的反射体制造用的压头,其特征在于:
所述凸曲面是以所述最前端部为基准的非对称形状。
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