JP2004093941A - Liquid crystal display element and its manufacturing method - Google Patents

Liquid crystal display element and its manufacturing method Download PDF

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diffusion layer
layer
liquid crystal
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Hikari Nakagawa
中川 光
Ichiro Takasaki
高崎 一郎
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Kyocera Display Corp
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Kyocera Display Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type liquid crystal display element in which the direction of the maximum reflection intensity is controlled to be near the observation direction so that the luminance in the observation direction is increased to give good appearance. <P>SOLUTION: The element has a diffusion layer 8 on a substrate 3 in the back side, and a reflection layer 11 formed on the diffusion layer 8. The diffusion layer 8 has a first diffusion layer 9 in which a plurality of grooves having inclined faces are regularly arranged, and a second diffusion layer 10 having a random rough pattern irregularly arranged on the first diffusion layer 9. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面からの光を反射して表示する液晶表示素子およびその作製方法に係り、特に、光を散乱させる拡散層を有する液晶表示素子およびその作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
前面からの光を反射して表示する液晶表示素子としては、反射型液晶表示素子および半透過反射型液晶表示素子が知られている。これらの液晶表示素子は、低消費電力で表示でき、薄型および軽量にできるので、様々な用途で活用されている。特に、携帯電話、携帯端末、ビデオカメラ、ノートパソコン、携帯用ゲーム機等の携帯機器において広く採用されている。
【0003】
前面からの光を反射して表示する液晶表示素子は、前面からの光を反射するための反射層を有しているが、反射層が鏡面特性を持つ金属反射層を使用した場合、外部からの光は正反射するため、正反射方向以外では視認性が著しく低下した。このため、光を散乱させるための拡散層が必要であった。
【0004】
拡散層としては、散乱機能を持たせたフィルムを液晶表示素子の前面側に貼付する方法、偏光板若しくは位相差板を貼り付けるための接着剤に散乱機能を持たせる方法、液晶表示素子の内部に散乱機能を持たせた層を形成する方法等が開発されている。最近は、反射特性の面から、液晶表示素子の背面基板に不均一な形状の凹凸を不規則に配置した拡散層を形成し、その上に凹凸形状に沿って反射層を設ける方式が主流となっている。
【0005】
このような不均一な形状の微細な凹凸を有する拡散層は、反射光を乱反射させて視野角を広げる作用を有しているが、やはり正反射方向が一番反射強度が高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、携帯機器においては、その表示面を正面として見るため、液晶表示素子の画面上方から入射角30°付近の光を利用することが多かった。このため、表示面の正面である観察方向と反射強度が高く明るい反射方向とが一致していなかった。また、拡散層の微細な凹凸は、フォトリソグラフィー技術を用いて形成されるものであり、散乱分布を制御することは可能であったが、反射強度が最大となる方向(以下、「最大反射強度方向」という)までは制御できなかった。
【0007】
図を用いて説明すると、図7に示すように、一般的に観察方向は、液晶表示素子に対して垂直(正面)であるが、入射光はθの入射角で入射するため、正反射光はθの反射角で反射される。このため、携帯機器を使用する場合、液晶表示素子の画面上方から入射角30°で入射した光は、画面下方の反射角30°の方向において最も輝度が高くなってしまっていた。従って、従来の液晶表示素子は、最大輝度によって表示が行われている方向が観察方向とずれており、観察方向の表示は輝度が低く見栄えが悪いものであった。
【0008】
本発明は、最大反射強度方向を制御し、それを観察方向に近づけて観察方向における輝度を高くし、見栄えの良い液晶表示素子を提供することを目的とする。そして、この液晶表示素子を簡単に作製する方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明の液晶表示素子は、背面側の基板に、拡散層と、前記拡散層の上に形成された反射層とを有し、前記拡散層が、それぞれ斜面を備えた複数の溝が規則的に配置された形状を有し、前記斜面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする。
【0010】
このような構成を採用したことにより、拡散層の斜面によって最大反射強度方向を制御することが可能であり、その粗面によって反射光を散乱させ、実用的な視野角を液晶表示素子に持たせることができる。
【0011】
また、本発明の他の液晶表示素子は、前記拡散層が、それぞれ斜面を備えた複数の溝を規則的に配置した第1の拡散層と、前記第1の拡散層の上に不均一な形状の凹凸を不規則に配置した第2の拡散層とからなることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の液晶表示素子は、携帯機器に使用されることを特徴とする。
【0013】
このような構成とすることにより、特定の角度で外光が入射することが多い携帯機器で、明るく見栄えの良い表示をすることができる。
【0014】
更に、本発明の液晶表示素子の作製方法は、背面側の基板に、拡散層と、前記拡散層の上に形成された反射層とを有する液晶表示素子の作製方法において、背面側の基板に、それぞれ斜面を備えた複数の溝を規則的に配置した第1の拡散層を形成する工程と、前記第1の拡散層の上に、不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層を貼り付けて第2の拡散層を形成する工程と、前記第1および第2の拡散層の上に、反射層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【0015】
このような構成を採用したことにより、第2の拡散層が不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層を貼り付けるだけなので、複数の溝を有する第1の拡散層の上にも簡単に不均一な形状の凹凸を不規則に配置することができる。
【0016】
また、上記液晶表示素子の作製方法において、前記第2の拡散層を形成する工程は、前記不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層とベース層とを備えたフィルムをローラーで前記第1の拡散層に熱圧着して、前記不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層を前記第1の拡散層に貼り付けることを特徴とする。
【0017】
また、上記液晶表示素子の作製方法において、前記第1の拡散層を形成する工程は、グレースケールマスクを使用して感光性樹脂を露光、現像することで前記第1の拡散層の各斜面を形成することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【0019】
図1は、液晶表示素子1の断面構造の概略図であり、図2は、図1の点線で囲った部分Aの拡大図である。
【0020】
液晶表示素子1は前面側の基板2および背面側の基板3から構成される。前面側の基板は、内側表面に電極4および配向膜5を有し、外側表面に位相差板6及び偏光板7を有している。背面側の基板3は、内側表面に拡散層8、反射層11(図2参照)、平滑層12、電極13および配向膜14を有している。
【0021】
基板2と基板3は、互いの電極4、13が向き合うように対向し、その間にセルギャップを一定の距離に保つためのスペーサ15を散布した状態で両基板2、3の周囲をシール材16により囲繞している。更に、両基板2、3およびシール材16によって形成された空間に液晶物質17を封入している。
【0022】
液晶表示素子1をカラー表示とする場合は、更にカラーフィルター18を設ける。図1では反射層11の上に直接カラーフィルター18を形成しているが、この位置に限定されるものではない。カラーフィルターは、平滑層12の上に設けてもよいし、前面側の基板2に設けてもよい。
【0023】
基板2、3は、通常、ガラス、合成樹脂等の透光性の材料が使用されるが、反射型液晶表示素子を作製する場合、背面側の基板3については透光性でなくてもよい。
【0024】
背面側の基板3に形成された拡散層8は、第1の拡散層9および第2の拡散層10とから構成されている。図3A乃至Dは、拡散層8の断面形状を示すものであり、図中の矢印は入射光の入射方向を示している。
【0025】
第1の拡散層9には、それぞれ斜面を備えた複数の溝が規則的に配置されており、この第1の拡散層9は、斜面の傾きによって最大反射強度方向を制御するようになっている。溝の形状は、入射光(少なくともその一部)が斜面で反射できるように構成されていればよい。すなわち、図1に示すように垂直面と斜面の2面構成でも、図3Aに示すように斜面と斜面の2面構成でも、図3Bに示すように垂直面、水平面および斜面の3面構成でも、図3Cに示すように斜面、水平面および斜面の3面構成でもよい。また、最大反射強度方向を制御できるのであれば、溝の斜面は多少湾曲させてもよい。溝の配置は、図1に示すように同じ形状の溝を連続して配置してもよいし、図3Dに示すように間を規則的に設けて配置してもよい。
【0026】
溝の形状は斜面が光源の入射方向に向くように配置され、斜面の傾きは水平面から2〜15°の範囲が好ましく、溝の幅は30〜60μmの範囲、特に40〜50μmの範囲が好ましい。
【0027】
第1の拡散層9の上に形成された第2の拡散層10には、不均一な形状の凹凸が不規則に配置されており、この第2の拡散層10は、第1の拡散層の斜面を粗面化し、反射光を乱反射させ視野角を広くするためのものである。第2の拡散層10について、図1では凹凸のみ示しているが、図2に示すように表面に凹凸が配置された層が、第1の拡散層9の溝に沿って形成されるようにしてもよい。第2の拡散層10の凹凸は、全面に配置してもよいが、図1並びに図3A乃至Dに示すように斜面の底付近には凹凸を配置しないで、斜面の頂上付近および第2の拡散層10の上平面(図3D参照)に配置する構成でもよい。
【0028】
第2の拡散層10は、斜面の底で凹凸表面が近づくように屈曲されるため、全面に凹凸を配置した場合、凹凸表面が衝突してうまく屈曲できず、第1の拡散層と第2の拡散層の間に隙間ができる虞があった。隙間は、製造工程中の水やガスがたまり、不良の原因となるし、液晶表示素子の信頼性の低下にもつながるものである。また、斜面の底付近は、斜め方向から光が入射した時に、隣の拡散層の陰になるため入射光が入射しにくいので、凹凸を配置しなくとも表示に与える影響は少なかった。このため、第2の拡散層10の凹凸は、溝の幅が30〜60μmの場合、斜面頂上側から15〜30μmの幅の範囲に配置することが好ましい。第2の拡散層10の凹凸の平均的な形状は、幅が2〜5μm、高さが0.5〜1.5μmの範囲が好ましい。
【0029】
拡散層8の他の実施の形態として、背面側の基板の表面自体を、それぞれ斜面を備えた複数の溝が規則的に配置された形状に成形し、その斜面の少なくとも一部が粗面化した構成でもよい。この場合、基板表面が拡散層8を兼ねることとなる。更に、基板として反射率の高い金属を使用した場合は、基板表面が拡散層8および反射層11を兼ねることとなる。勿論、背面側の基板の表面自体を第1の拡散層9の形状に成形し、その上に第2の拡散層10を設ける構成としてもよい。
【0030】
反射層11は、拡散層8の上に形成されており、第1の拡散層9および第2の拡散層10によって構成された形状に沿って形成されている。反射層11は、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属をスパッタ法や真空蒸着法等で成膜して形成される。金属からなる反射層11は、導電性なので、背面側基板の電極13を兼用させることも可能である。この場合、反射層11はパターニングされて、各々のパターンに駆動電圧が印加される。また、半透過反射型液晶表示素子の場合は、反射層11として、入射光を反射させるだけではなく、バックライトからの光の一部を透過する半透過反射層を使用する。
【0031】
平滑層12は、その上に形成される電極13を平滑表面上に形成するためのものであり、樹脂等を塗布して形成される。
【0032】
電極4、13には、通常、ITO等の透光性の導電膜が使用される。背面側の電極13については、反射層11を兼用させることで金属等の遮光性の材料を使用することも可能である。
【0033】
次に、拡散層8の製造方法について述べる。
【0034】
第1の拡散層9は、背面側の基板3に塗布された感光性樹脂をグレースケールマスクを用いて露光し現像することで形成することができる。グレースケールマスクとは、複数の段階的な濃淡を有する銀等の遮光帯が形成されたガラス等の基体によって構成されており、この段階的な濃淡を有する遮光帯は、所望のピッチによって照射密度を段階的に変化させた電子線を基体に照射することにより形成される。遮光帯の濃淡により感光される樹脂の量が変化するため、このようなグレースケールマスクを用いて感光性樹脂を露光すると、段階的な濃淡の変化に対応した斜面を形成することができるのである。
【0035】
第2の拡散層10は、不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層41を第1の拡散層9に貼り付けることで形成できる。図4に示すように、不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層41は、その凹凸表面にベース層42を積層してフィルム44の状態になっていて、ローラー43で熱圧着されて第1の拡散層9に貼り付けられる。その後、ベース層42を剥離して、第2の拡散層10を形成する。
【0036】
なお、不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層41として感光性樹脂を使用し、ベース層42の表面に不均一な形状の凹凸を不規則に配置してフィルム44を構成した場合は、熱圧着後、層41を露光して、層41の表面に配置された凹凸を所定部分除去するようにしてもよい。
【0037】
また、第1の拡散層9の作製方法として、第2の拡散層10と同じように、予め所望の溝を配置した層を有するフィルムを基板3に貼り付けて形成することも可能である。
【0038】
【実施例】
本実施例では、図1に示す構造の反射型液晶表示素子1を作製した。まず、背面側の基板3として0.7mm厚のガラス基板を使用し、ガラス基板上に第1の拡散層9となる感光性樹脂(JSR株式会社製PC411B)をスピンコート法により4μmの膜厚にて均一に塗布した。感光性樹脂に60℃で仮乾燥処理を行った後、グレースケールマスクを用いて感光性樹脂を露光、現像した。その後、本焼成を行って第1の拡散層9を形成した。本実施例の第1の拡散層9は、図1に示すように、垂直面と斜面の2面構成の溝が連続して配置された断面が鋸歯状のものであり、溝の幅は45μmで、斜面の傾斜は水平面から約5°の角度であった。
【0039】
次に、第1の拡散層9の上に第2の拡散層10を形成した。第2の拡散層10は、図4に示すように、予め不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層41を第1の拡散層9に貼り付けることで形成した。本実施例では、フィルム44として、日立化成工業株式会社製RF−4053(δ0)を使用した。フィルム44は、ベース層42の表面に不均一な形状の凹凸を不規則に配置して、その上に感光性樹脂であるレジストを積層することで、レジスト表面に不均一な形状の凹凸を不規則に配置して層41としたものである。
【0040】
第1の拡散層9の上にフィルム44を重ね、層41の凹凸が第1の拡散層9の溝の斜面の頂上付近に配置されるように位置あわせをし、ローラー43によってフィルム44を100℃の温度で第1の拡散層9に押しつけ、層41を第1の拡散層9に貼り付けた。その後、紫外線を照射してレジストである層41を硬化して凹凸を固定した。最後に、ベース層42を剥離して第2の拡散層10を形成した。本実施例における第2の拡散層10の凹凸は、平均して幅3μm、高さ1μmの形状で、45μmの幅の溝のうち斜面頂上側から20μmの範囲に配置した。
【0041】
そして、拡散層8の上に、銀パラジウム合金の反射層11を拡散層8の形状に沿って形成した。その後、反射層11の上にカラーフィルター18、平滑層12、透明電極13および配向膜14を順次積層して背面側の基板3を作製した。前面側の基板2は、基板2の上に透明電極4および配向膜5を積層して作製される。基板2と基板3は、互いの電極4、13が向き合うように対向させ、その間にセルギャップを一定の距離に保つためのスペーサ15を散布した状態で両基板2、3の周囲をシール材16により囲繞した。更に、両基板2、3およびシール材16によってできた空間に液晶物質17を封入して液晶表示素子1を完成させた。
【0042】
比較例として従来の反射型液晶表示素子を作製した。この反射型液晶表示素子については、図6に示すように、一対のガラス基板21a、21bのうち背面側のガラス基板21bの表面に感光性樹脂を塗布し、マスクを用いて露光した後、現像、焼成することにより断面形状が椀状の溝を有する拡散層22を形成した。さらに、拡散層22の上に反射層23を形成し、反射層23の上に、表面が平坦となるように平滑層24を形成した。その後、本発明の実施例と同様に透明電極25および図示しない配向膜を形成して、同様の工程によって反射型液晶表示素子26を完成させた。
【0043】
本発明の実施例の反射型液晶表示素子1および従来の反射型液晶表示素子26について、液晶表示素子の画面上方から30°の入射角で光を照射した時の反射特性を測定した。測定結果を図5に示す。図5において、縦軸は反射強度を示し、横軸は、液晶表示素子に対して垂直な方向を0°として、画面上方を負の角度で、画面下方を正の角度で示している。従って、図5の−30°の方向から、入射光は入射したことになる。
【0044】
図5において、従来の反射型液晶表示素子26が、正反射角度である30°付近で最大の反射強度を得たのに対し、本発明の実施例の反射型液晶表示素子1は、正反射角度から−20°の角度である10°付近で最大の反射強度が得られている。さらに、図5から、本発明の実施例の液晶表示素子1における視野角が、従来と同程度に広がっていることがわかる。以上の通り、本発明の実施例は、最大反射強度方向を制御して観察方向に近づけることができ、同時に従来と同程度の視野角を実現している。
【0045】
【発明の効果】
本発明の液晶表示素子は、前記拡散層の表面形状が、それぞれ斜面を備えた複数の溝を規則的に配置し、前記斜面の少なくとも一部に不均一な形状の凹凸を不規則に配置した形状であるため、拡散層の斜面によって最大反射強度方向を制御することが可能であり、斜面に配置された不均一な形状の凹凸によって反射光を散乱させ、実用的な視野角を液晶表示素子に持たせることができる。
【0046】
また、本発明の液晶表示素子を携帯機器に使用すれば、特定の角度で外光が入射することが多い携帯機器で、明るく見栄えの良い表示をすることができる。
【0047】
更に、本発明の液晶表示素子は、第2の拡散層が不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層を貼り付けるだけで作製できるので、複数の溝を有する第1の拡散層の上にも簡単にが不均一な形状の凹凸を不規則に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の断面構造の概略図
【図2】液晶表示素子の拡散層部分の拡大図
【図3】拡散層の断面構造の例を示す図
【図4】第2の拡散層の作製方法を示す図
【図5】液晶表示素子の反射特性を示す図
【図6】比較例の液晶表示素子の断面構造の概略図
【図7】入射光と反射光の関係を示す図
【符号の説明】
1            液晶表示素子
2、3        基板
4、13      電極
5、14      配向膜
6            位相差板
7            偏光板
8            拡散層
9            第1の拡散層
10          第2の拡散層
11          反射層
12     平滑層
15          スペーサ
16          シール材
17          液晶物質
18          カラーフィルター
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display element for displaying by reflecting light from the front surface and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a liquid crystal display element having a diffusion layer for scattering light and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a liquid crystal display element which reflects and displays light from the front, a reflective liquid crystal display element and a transflective liquid crystal display element are known. These liquid crystal display elements can be displayed with low power consumption and can be made thin and lightweight, and thus are used in various applications. In particular, it is widely used in mobile devices such as mobile phones, mobile terminals, video cameras, notebook computers, and portable game machines.
[0003]
A liquid crystal display element that reflects light from the front surface to display is provided with a reflective layer for reflecting light from the front surface. Is regularly reflected, the visibility is significantly reduced in directions other than the regular reflection direction. For this reason, a diffusion layer for scattering light was required.
[0004]
As the diffusion layer, a method of attaching a film having a scattering function to the front side of the liquid crystal display element, a method of providing a scattering function to an adhesive for attaching a polarizing plate or a retardation plate, the inside of the liquid crystal display element A method of forming a layer having a scattering function has been developed. Recently, from the viewpoint of reflection characteristics, the mainstream method is to form a diffusion layer with irregular irregularities irregularly arranged on the rear substrate of the liquid crystal display element and provide a reflective layer on the diffusion layer along the irregular shape. Has become.
[0005]
The diffusion layer having such uneven unevenness and having fine irregularities has an effect of diffusely reflecting the reflected light to widen the viewing angle, but the reflection intensity is also highest in the regular reflection direction.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in portable devices, light with an incident angle of about 30 ° is often used from above the screen of the liquid crystal display element in order to view the display surface as the front. For this reason, the observation direction in front of the display surface did not match the bright reflection direction with high reflection intensity. The fine unevenness of the diffusion layer is formed using photolithography technology, and although it was possible to control the scattering distribution, the direction in which the reflection intensity was maximized (hereinafter referred to as “maximum reflection intensity”). Direction)).
[0007]
Referring to the drawing, as shown in FIG. 7, the observation direction is generally perpendicular (front) to the liquid crystal display element, but since the incident light is incident at an incident angle of θ, the specular reflection light Is reflected at a reflection angle of θ. For this reason, when a portable device is used, light incident at an incident angle of 30 ° from above the screen of the liquid crystal display element has the highest luminance in a direction of a reflection angle of 30 ° below the screen. Therefore, in the conventional liquid crystal display device, the direction in which the display is performed at the maximum luminance is shifted from the observation direction, and the display in the observation direction has a low luminance and has a poor appearance.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having a good appearance by controlling the direction of the maximum reflection intensity and bringing it closer to the observation direction to increase the luminance in the observation direction. It is another object of the present invention to provide a method for easily manufacturing the liquid crystal display device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a liquid crystal display device of the present invention has a diffusion layer and a reflection layer formed on the diffusion layer on a substrate on the back side, and the diffusion layers each have a slope. A plurality of provided grooves have a regularly arranged shape, and at least a part of the slope is roughened.
[0010]
By adopting such a configuration, it is possible to control the maximum reflection intensity direction by the slope of the diffusion layer, and to scatter the reflected light by the rough surface to give the liquid crystal display element a practical viewing angle. be able to.
[0011]
In another liquid crystal display device according to the present invention, the diffusion layer has a first diffusion layer in which a plurality of grooves each having a slope are regularly arranged, and a non-uniform diffusion layer is provided on the first diffusion layer. And a second diffusion layer in which irregularities in shape are irregularly arranged.
[0012]
Further, the liquid crystal display element of the present invention is used for a portable device.
[0013]
With such a configuration, a bright and good-looking display can be performed on a portable device in which external light often enters at a specific angle.
[0014]
Further, in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display element having a diffusion layer and a reflective layer formed on the diffusion layer, Forming a first diffusion layer in which a plurality of grooves each having a slope are regularly arranged; and forming a layer in which irregularities having a non-uniform shape are irregularly arranged on the first diffusion layer. The method includes a step of forming a second diffusion layer by sticking, and a step of forming a reflection layer on the first and second diffusion layers.
[0015]
By adopting such a configuration, the second diffusion layer is simply stuck on a layer in which irregularities of irregular shape are irregularly arranged, so that the second diffusion layer can be easily formed on the first diffusion layer having a plurality of grooves. The irregularities having a non-uniform shape can be irregularly arranged.
[0016]
In the method for manufacturing a liquid crystal display element, the step of forming the second diffusion layer may include, using a roller, a film provided with a layer in which irregularities having the uneven shape are irregularly arranged and a base layer. The first diffusion layer is thermocompression-bonded to the first diffusion layer, and a layer in which the unevenness having the non-uniform shape is irregularly arranged is attached to the first diffusion layer.
[0017]
In the method for manufacturing a liquid crystal display element, the step of forming the first diffusion layer may include exposing and developing a photosensitive resin using a grayscale mask, thereby forming each slope of the first diffusion layer. It is characterized by forming.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic view of a cross-sectional structure of the liquid crystal display element 1, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A surrounded by a dotted line in FIG.
[0020]
The liquid crystal display element 1 includes a front substrate 2 and a rear substrate 3. The front-side substrate has an electrode 4 and an alignment film 5 on the inner surface, and a retardation plate 6 and a polarizing plate 7 on the outer surface. The rear substrate 3 has a diffusion layer 8, a reflection layer 11 (see FIG. 2), a smooth layer 12, an electrode 13, and an alignment film 14 on the inner surface.
[0021]
The substrate 2 and the substrate 3 face each other so that the electrodes 4 and 13 face each other, and a sealing material 16 is applied around the two substrates 2 and 3 in a state where spacers 15 for keeping the cell gap at a constant distance are dispersed therebetween. Surrounded by Further, a liquid crystal material 17 is sealed in a space formed by the substrates 2 and 3 and the sealing material 16.
[0022]
When the liquid crystal display element 1 performs color display, a color filter 18 is further provided. In FIG. 1, the color filter 18 is formed directly on the reflective layer 11, but the present invention is not limited to this position. The color filter may be provided on the smoothing layer 12 or on the front substrate 2.
[0023]
Transparent materials such as glass and synthetic resin are usually used for the substrates 2 and 3. However, when a reflective liquid crystal display element is manufactured, the substrate 3 on the back side may not be translucent. .
[0024]
The diffusion layer 8 formed on the substrate 3 on the back side includes a first diffusion layer 9 and a second diffusion layer 10. 3A to 3D show cross-sectional shapes of the diffusion layer 8, and arrows in the drawings show the incident directions of incident light.
[0025]
A plurality of grooves each having a slope are regularly arranged in the first diffusion layer 9, and the first diffusion layer 9 controls the maximum reflection intensity direction by the slope of the slope. I have. The shape of the groove may be configured so that incident light (at least a part thereof) can be reflected on the slope. That is, as shown in FIG. 1, a two-sided configuration of a vertical plane and a slope, a three-sided configuration of a slope and a slope as shown in FIG. 3A, and a three-sided configuration of a vertical plane, a horizontal plane and a slope as shown in FIG. 3B. As shown in FIG. 3C, a three-sided configuration of a slope, a horizontal plane and a slope may be used. If the direction of the maximum reflection intensity can be controlled, the slope of the groove may be slightly curved. Regarding the arrangement of the grooves, grooves having the same shape may be continuously arranged as shown in FIG. 1 or may be arranged with regular intervals as shown in FIG. 3D.
[0026]
The shape of the groove is arranged such that the slope faces the incident direction of the light source, the slope is preferably in the range of 2 to 15 ° from the horizontal plane, and the width of the groove is preferably in the range of 30 to 60 μm, particularly preferably in the range of 40 to 50 μm. .
[0027]
In the second diffusion layer 10 formed on the first diffusion layer 9, irregularities having a non-uniform shape are irregularly arranged, and the second diffusion layer 10 is formed by the first diffusion layer 9. Is roughened to irregularly reflect the reflected light to widen the viewing angle. FIG. 1 shows only the unevenness of the second diffusion layer 10, but a layer having unevenness on the surface as shown in FIG. 2 is formed along the groove of the first diffusion layer 9. You may. The unevenness of the second diffusion layer 10 may be arranged on the entire surface. However, as shown in FIGS. 1 and 3A to 3D, the unevenness is not arranged near the bottom of the slope, but near the top of the slope and in the second area. A configuration in which the diffusion layer 10 is disposed on an upper plane (see FIG. 3D) may be employed.
[0028]
Since the second diffusion layer 10 is bent at the bottom of the slope so that the uneven surface approaches, if the uneven surface is arranged on the entire surface, the uneven surface collides with the first diffusion layer and cannot bend well. There may be a gap between the diffusion layers. The gap accumulates water and gas during the manufacturing process and causes a defect, and also reduces the reliability of the liquid crystal display element. Also, near the bottom of the slope, when light is incident from an oblique direction, it becomes a shadow of the adjacent diffusion layer, so that incident light is difficult to enter. Therefore, even if unevenness is not provided, the influence on the display is small. Therefore, when the width of the groove is 30 to 60 μm, the unevenness of the second diffusion layer 10 is preferably arranged in a range of 15 to 30 μm from the top of the slope. The average shape of the unevenness of the second diffusion layer 10 is preferably in the range of 2 to 5 μm in width and 0.5 to 1.5 μm in height.
[0029]
As another embodiment of the diffusion layer 8, the back surface of the substrate itself is formed into a shape in which a plurality of grooves each having a slope are regularly arranged, and at least a part of the slope is roughened. The configuration may be as follows. In this case, the substrate surface also serves as the diffusion layer 8. Further, when a metal having a high reflectance is used as the substrate, the substrate surface also serves as the diffusion layer 8 and the reflection layer 11. Of course, it is also possible to adopt a configuration in which the surface itself of the substrate on the back side is formed into the shape of the first diffusion layer 9 and the second diffusion layer 10 is provided thereon.
[0030]
The reflection layer 11 is formed on the diffusion layer 8 and is formed along the shape constituted by the first diffusion layer 9 and the second diffusion layer 10. The reflection layer 11 is formed by depositing a metal having high reflectance, such as aluminum or silver, by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. Since the reflective layer 11 made of metal is conductive, it can be used also as the electrode 13 of the rear substrate. In this case, the reflective layer 11 is patterned, and a driving voltage is applied to each pattern. In the case of a transflective liquid crystal display device, a transflective layer that not only reflects incident light but also transmits part of light from a backlight is used as the reflective layer 11.
[0031]
The smooth layer 12 is for forming the electrode 13 formed thereon on a smooth surface, and is formed by applying a resin or the like.
[0032]
A transparent conductive film such as ITO is usually used for the electrodes 4 and 13. For the back electrode 13, it is also possible to use a light-shielding material such as metal by also using the reflection layer 11.
[0033]
Next, a method for manufacturing the diffusion layer 8 will be described.
[0034]
The first diffusion layer 9 can be formed by exposing and developing a photosensitive resin applied to the rear substrate 3 using a gray scale mask. The gray scale mask is composed of a base material such as glass on which a light shielding band of silver or the like having a plurality of gradations is formed. Is formed by irradiating the substrate with an electron beam in which is changed step by step. Since the amount of resin exposed by the shading of the light-shielding band changes, when the photosensitive resin is exposed using such a grayscale mask, it is possible to form a slope corresponding to the gradual change in shading. .
[0035]
The second diffusion layer 10 can be formed by attaching a layer 41 in which unevenness having a non-uniform shape is irregularly arranged to the first diffusion layer 9. As shown in FIG. 4, a layer 41 in which irregularities having irregular shapes are irregularly arranged is in a state of a film 44 by laminating a base layer 42 on the surface of the irregularities. It is attached to the first diffusion layer 9. After that, the base layer 42 is peeled off to form the second diffusion layer 10.
[0036]
In the case where the photosensitive resin is used as the layer 41 in which irregularities having irregular shapes are irregularly arranged, and the film 44 is formed by irregularly disposing irregularities having irregular shapes on the surface of the base layer 42, After the thermocompression bonding, the layer 41 may be exposed to remove a predetermined portion of the unevenness arranged on the surface of the layer 41.
[0037]
Further, as a method for manufacturing the first diffusion layer 9, similarly to the second diffusion layer 10, a film having a layer in which desired grooves are arranged in advance can be attached to the substrate 3.
[0038]
【Example】
In this example, a reflective liquid crystal display element 1 having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. First, a glass substrate having a thickness of 0.7 mm is used as the substrate 3 on the back side, and a photosensitive resin (PC411B manufactured by JSR Corporation) serving as the first diffusion layer 9 is formed on the glass substrate to a thickness of 4 μm by spin coating. Was applied uniformly. After the photosensitive resin was preliminarily dried at 60 ° C., the photosensitive resin was exposed and developed using a gray scale mask. After that, the main diffusion was performed to form the first diffusion layer 9. As shown in FIG. 1, the first diffusion layer 9 of this embodiment has a sawtooth-shaped cross section in which grooves having a two-sided configuration of a vertical surface and an inclined surface are continuously arranged, and the width of the groove is 45 μm. The inclination of the slope was about 5 ° from the horizontal plane.
[0039]
Next, a second diffusion layer 10 was formed on the first diffusion layer 9. As shown in FIG. 4, the second diffusion layer 10 was formed by attaching a layer 41 in which irregularities having a non-uniform shape were irregularly arranged in advance to the first diffusion layer 9. In this example, as the film 44, RF-4053 (δ0) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. was used. The film 44 has irregularities of irregular shape irregularly arranged on the surface of the base layer 42, and a resist, which is a photosensitive resin, is laminated thereon. The layers 41 are arranged in a regular manner.
[0040]
The film 44 is overlaid on the first diffusion layer 9, and the film 44 is aligned with the roller 43 so that the unevenness of the layer 41 is arranged near the top of the slope of the groove of the first diffusion layer 9. The layer 41 was attached to the first diffusion layer 9 by pressing the first diffusion layer 9 at a temperature of ° C. After that, the layer 41 as a resist was cured by irradiating ultraviolet rays to fix the irregularities. Finally, the base layer 42 was peeled off to form the second diffusion layer 10. The unevenness of the second diffusion layer 10 in the present example had a shape of 3 μm in width and 1 μm in height on average, and was arranged in a range of 20 μm from the top of the slope in a groove having a width of 45 μm.
[0041]
Then, on the diffusion layer 8, a reflection layer 11 of a silver-palladium alloy was formed along the shape of the diffusion layer 8. Thereafter, a color filter 18, a smoothing layer 12, a transparent electrode 13, and an alignment film 14 were sequentially laminated on the reflective layer 11, thereby producing the rear substrate 3. The front substrate 2 is manufactured by laminating a transparent electrode 4 and an alignment film 5 on the substrate 2. The substrate 2 and the substrate 3 are opposed to each other so that the electrodes 4 and 13 face each other, and a sealing material 16 is applied around the substrates 2 and 3 in a state where spacers 15 for keeping the cell gap at a constant distance are dispersed therebetween. Surrounded by Further, a liquid crystal material 17 was sealed in a space formed by the substrates 2 and 3 and the sealing material 16 to complete the liquid crystal display device 1.
[0042]
As a comparative example, a conventional reflective liquid crystal display device was manufactured. As shown in FIG. 6, a photosensitive resin is applied to the surface of the rear glass substrate 21b of the pair of glass substrates 21a and 21b, exposed using a mask, and then developed. By sintering, a diffusion layer 22 having a bowl-shaped groove in cross section was formed. Further, a reflective layer 23 was formed on the diffusion layer 22, and a smooth layer 24 was formed on the reflective layer 23 so that the surface became flat. Thereafter, a transparent electrode 25 and an alignment film (not shown) were formed in the same manner as in the example of the present invention, and a reflective liquid crystal display element 26 was completed by the same steps.
[0043]
With respect to the reflective liquid crystal display element 1 of the embodiment of the present invention and the conventional reflective liquid crystal display element 26, the reflection characteristics when light was irradiated at an incident angle of 30 ° from above the screen of the liquid crystal display element were measured. FIG. 5 shows the measurement results. In FIG. 5, the vertical axis indicates the reflection intensity, and the horizontal axis indicates a direction perpendicular to the liquid crystal display element at 0 °, the upper part of the screen is indicated by a negative angle, and the lower part of the screen is indicated by a positive angle. Therefore, the incident light is incident from the direction of -30 ° in FIG.
[0044]
In FIG. 5, the conventional reflection type liquid crystal display element 26 obtained the maximum reflection intensity near the regular reflection angle of 30 °, whereas the reflection type liquid crystal display element 1 according to the embodiment of the present invention has the specular reflection. The maximum reflection intensity is obtained around 10 ° which is an angle of −20 ° from the angle. Further, it can be seen from FIG. 5 that the viewing angle of the liquid crystal display element 1 according to the embodiment of the present invention is widened to the same extent as the conventional one. As described above, in the embodiment of the present invention, the direction of the maximum reflection intensity can be controlled to approach the observation direction, and at the same time, the same viewing angle as that of the related art is realized.
[0045]
【The invention's effect】
In the liquid crystal display element of the present invention, the surface shape of the diffusion layer has a plurality of grooves each having an inclined surface arranged regularly, and irregularities having an irregular shape are irregularly arranged on at least a part of the inclined surface. Due to the shape, the maximum reflection intensity direction can be controlled by the slope of the diffusion layer, and the reflected light is scattered by unevenness of unevenness arranged on the slope, and the practical viewing angle can be increased. Can be held.
[0046]
In addition, when the liquid crystal display element of the present invention is used in a portable device, a bright and good-looking display can be provided in a portable device in which external light often enters at a specific angle.
[0047]
Furthermore, since the liquid crystal display element of the present invention can be manufactured by simply attaching a layer in which the second diffusion layer has irregular irregularities of irregular shape, the second diffusion layer can be formed on the first diffusion layer having a plurality of grooves. In addition, irregularities having a non-uniform shape can be easily arranged irregularly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a liquid crystal display device of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a diffusion layer portion of the liquid crystal display device. FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a diffusion layer. FIG. 5 is a view showing a reflection characteristic of a liquid crystal display element. FIG. 6 is a schematic view of a sectional structure of a liquid crystal display element of a comparative example. FIG. 7 is a view showing a relationship between incident light and reflected light. Diagrams [Description of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 liquid crystal display element 2, 3 substrate 4, 13 electrode 5, 14 alignment film 6 retardation plate 7 polarizing plate 8 diffusion layer 9 first diffusion layer 10 second diffusion layer 11 reflection layer 12 smooth layer 15 spacer 16 sealing material 17 Liquid crystal substance 18 Color filter

Claims (6)

背面側の基板に、拡散層と、前記拡散層の上に形成された反射層とを有する液晶表示素子において、前記拡散層が、それぞれ斜面を備えた複数の溝が規則的に配置された形状を有し、前記斜面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする液晶表示素子。In a liquid crystal display element having a diffusion layer and a reflection layer formed on the diffusion layer on a substrate on the back side, the diffusion layer has a shape in which a plurality of grooves each having a slope are regularly arranged. Wherein at least a part of the slope is roughened. 請求項1において、前記拡散層は、それぞれ斜面を備えた複数の溝を規則的に配置した第1の拡散層と、前記第1の拡散層の上に不均一な形状の凹凸を不規則に配置した第2の拡散層とからなることを特徴とする液晶表示素子。2. The diffusion layer according to claim 1, wherein the diffusion layer includes a first diffusion layer in which a plurality of grooves each having a slope are regularly arranged, and irregularities having an uneven shape on the first diffusion layer. A liquid crystal display device comprising: a second diffusion layer disposed thereon. 請求項1または請求項2において、前記液晶表示素子は、携帯機器に使用されることを特徴とする液晶表示素子。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is used for a portable device. 背面側の基板に、拡散層と、前記拡散層の上に形成された反射層とを有する液晶表示素子の作製方法において、
背面側の基板に、それぞれ斜面を備えた複数の溝を規則的に配置した第1の拡散層を形成する工程と、
前記第1の拡散層の上に、不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層を貼り付けて第2の拡散層を形成する工程と、
前記第1および第2の拡散層の上に、反射層を形成する工程とを有することを特徴とする液晶表示素子の作製方法。
In a method for manufacturing a liquid crystal display element having a diffusion layer and a reflection layer formed on the diffusion layer,
Forming a first diffusion layer in which a plurality of grooves each having a slope are regularly arranged on the rear-side substrate;
Forming a second diffusion layer on the first diffusion layer by attaching a layer in which irregularities having irregular shapes are irregularly arranged;
Forming a reflective layer on the first and second diffusion layers.
請求項4において、前記第2の拡散層を形成する工程は、前記不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層とベース層とを備えたフィルムをローラーで前記第1の拡散層に熱圧着して、前記不均一な形状の凹凸を不規則に配置した層を前記第1の拡散層に貼り付けることを特徴とする液晶表示素子の作製方法。5. The method according to claim 4, wherein the step of forming the second diffusion layer comprises: applying a film provided with a layer in which irregularities of the non-uniform shape are irregularly arranged and a base layer to the first diffusion layer by a roller. A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a layer in which irregularities having the non-uniform shape are irregularly arranged is attached to the first diffusion layer by pressure bonding. 請求項4または請求項5において、前記第1の拡散層を形成する工程は、グレースケールマスクを使用して感光性樹脂を露光、現像することで前記第1の拡散層の各斜面を形成することを特徴とする液晶表示素子の作製方法。The step of forming the first diffusion layer according to claim 4 or 5, wherein each slope of the first diffusion layer is formed by exposing and developing a photosensitive resin using a grayscale mask. A method for manufacturing a liquid crystal display element, comprising:
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KR101374607B1 (en) * 2007-03-12 2014-03-14 엘지디스플레이 주식회사 LCD including Optical Pattern Layers and Forming Method of Optical Pattern Layers in Panel
US10317616B2 (en) 2014-12-16 2019-06-11 Boe Technology Group Co., Ltd. Diffusion plate and manufacturing method thereof, backlight module

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