JP2005274676A - Reflection coating and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に微細な凹部又は凸部が多数形成された反射膜およびこれを備えた液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a reflective film having a large number of fine concave portions or convex portions formed on the surface, and a liquid crystal display device including the same.
例えば反射型液晶表示装置は、入射した外光を液晶表示パネルに向けて反射させる反射膜を備えている。こうした反射膜は、例えばAl薄膜など高反射性の材料で形成され、更に、入射した外光をムラ無く拡散反射させるために、表面に微細な凹部や凸部を形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図8に表面に微細な凹部を形成した反射膜を示す。反射膜101は、全体が例えばAl薄膜など高反射性の材料で形成され、表面に微細な凹部102が多数形成されている。凹部102は、開口面102aが例えば六角形を成しており、互いに隣接する凹部102同士は、隙間なく密に形成されている。こうした微細な凹部102を備えることによって、反射膜101に入射した光をムラ無く拡散反射することができる。
FIG. 8 shows a reflective film having fine concave portions formed on the surface. The
しかしながら、上述したような従来の反射膜101は、図9に示すように、互いに隣接する凹部102同士が隙間無く密に形成されていたため、隣接する凹部102同士の頂上部102bが極めて狭くなり、凹部102の形成時にこの頂上部102bが崩れてしまい易かった。このため、図9中の点線Rで示す設計上の凹部の断面と比較して、実際に形成される凹部102の形状が崩れてしまい、目的の反射特性を得ることが困難であった。
However, as shown in FIG. 9, the conventional
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、入射した光をムラ無く効率的に反射することが可能な反射膜およびこれを備えた液晶表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a reflective film capable of efficiently reflecting incident light without unevenness and a liquid crystal display device including the same. .
上記の目的を達成するために、本発明によれば、光反射性材料の表面に微細な凹部又は凸部が多数形成された反射膜であって、前記凹部又は凸部は、隣接する凹部又は凸部との間に一定の間隔を開けて形成されるとともに、互いに隣接する凹部又は凸部の間に粗面を形成したことを特徴とする反射膜が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a reflective film in which a large number of fine concave portions or convex portions are formed on the surface of a light reflective material, and the concave portions or convex portions are adjacent concave portions or convex portions. There is provided a reflective film characterized in that it is formed with a certain interval between the convex portions and a rough surface is formed between the concave portions or the convex portions adjacent to each other.
前記粗面は、前記凹部又は凸部のギャップよりも小さい凹凸が形成された微小凹凸面であればよい。前記凹部又は凸部の隙間を、前記凹部又は凸部の平均最長直径の0〜3分の1の範囲に設定するのが好ましい。前記粗面の最大傾斜角を、前記凹部又は凸部の最大傾斜角と同じになるように設定してもよい。そして、こうした反射膜、および液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置によれば、高輝度で鮮明な表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。 The rough surface may be a minute uneven surface on which unevenness smaller than the gap between the recesses or the protrusions is formed. It is preferable to set the gap between the concave portion or the convex portion in a range of 0 to 1/3 of the average longest diameter of the concave portion or the convex portion. You may set the maximum inclination angle of the said rough surface so that it may become the same as the maximum inclination angle of the said recessed part or a convex part. And according to the liquid crystal display device provided with such a reflective film and a liquid crystal display panel, a liquid crystal display device capable of high-intensity and clear display can be provided.
このような反射膜によれば、反射膜に形成される凹部同士を一定の間隔を開けることによって、反射膜に凹部を形成する際に、隣接する凹部同士が繋がって頂上部分が崩れてしまうことが防止される。従って、凹部を設計どおりの精度で形成することができ、目的の反射特性を得ることできる。 According to such a reflective film, when the concave portions formed in the reflective film are spaced apart from each other, when the concave portions are formed in the reflective film, the adjacent concave portions are connected to each other and the top portion collapses. Is prevented. Therefore, the recess can be formed with the accuracy as designed, and the desired reflection characteristics can be obtained.
また、互いに隣接する凹部同士の間に形成された隙間に粗面を形成することにより、隣接する凹部31同士の隙間部分が鏡面になって、ここに入射した光が一方向に強く反射して液晶表示装置の視認性を低下させることを防止する。隣接する凹部同士の隙間に形成された粗面は、入射した光を乱反射させて、液晶表示装置の輝度を均一に保つ。
In addition, by forming a rough surface in the gap formed between the adjacent recesses, the gap between the
更にまた、隣接する凹部同士の隙間に形成される小さな凹凸の粗面は、母型の形成時において、マスタブランクスの表面を予めこの粗面に相当する粗さで加工した後、所定の範囲の深さの微小凹部(凸部)を形成することにより、鏡面が残らずにマスタブランクスの表面を埋めていくことができるので、凹凸の作成時間を短くすることができる。 Furthermore, the rough surface of the small unevenness formed in the gap between the adjacent recesses is a predetermined range after processing the surface of the master blank with a roughness corresponding to this rough surface in advance when forming the master block. By forming a minute concave portion (convex portion) having a depth, the surface of the master blank can be filled without leaving a mirror surface, so that the time for forming the concave and convex portions can be shortened.
以下、本発明の実施の形態として、半透過反射型の液晶表示装置に本発明の反射膜を適用した例を説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。図1は本発明の反射膜を備えた半透過反射型液晶表示装置の端部を含む部分断面構造を模式的に示した図である。図1において、液晶表示装置1を構成する液晶表示パネル2は、液晶層30を挟持して対向する透明なガラスなどからなる第1の基板10と、第2の基板20とをこれら2枚の基板10、20の周縁部に環状に設けられたシール材40で接着一体化した構成である。
Hereinafter, an example in which the reflective film of the present invention is applied to a transflective liquid crystal display device will be described as an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiment. FIG. 1 is a diagram schematically showing a partial cross-sectional structure including an end portion of a transflective liquid crystal display device provided with a reflective film of the present invention. In FIG. 1, a liquid
第1の基板10の液晶層30側には順に、反射膜12に微細な凹部31を与えるための有機膜11と、液晶表示装置1に入射した光を反射させるための反射膜12と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ13と、有機膜12と反射膜13を被覆して保護するとともに有機膜11やカラーフィルタによる凹凸を平坦化するためのオーバーコート膜14と、液晶層30を駆動するための電極層15と、液晶層30を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜16とが積層形成されている。また、第2の基板20の液晶層30側には順に、電極層25、オーバーコート膜24、配向膜26が積層形成されている。
On the
第1の基板10の液晶層30側と反対側(第1の基板10の外面側)に、偏光板18が設けられており、第2の基板20の液晶層30側と反対側(第2の基板20の外面側)には、位相差板27と、偏光板28がこの順で積層されている。 また、第1の基板10の偏光板18の外側には、液晶表示装置1において透過表示を行うための光源としてのバックライト5が配設されている。
A polarizing
有機膜11は、その上に形成されている反射膜12に凹部31を形成して反射光を効率よく散乱させるために設けられているものである。このように反射膜12に凹部31を形成することにより、液晶表示装置1に入射する光を効率よく反射することができるため、反射モードにおける明るい表示を実現することができる。
The
図2は、本発明の反射膜の詳細な構造を示す部分拡大斜視図であり、図3はその拡大断面図である。有機膜11の表面には反射膜12が積層されている。有機膜11の表面に形成された凹部によって、反射膜12には凹部31が形成される。凹部31は、例えば開口面31aが円形に形成されており、厚み方向に窪んでいる。こうした開口面31aは円形以外にも、例えば六角形や矩形などであってもよい。凹部31は、隣接する凹部31との間に間隔t1を開けて形成されている。こうした凹部31同士の間隔t1は、例えば凹部31の平均最長直径の0〜3分の1程度に設定されるのが好ましい。
FIG. 2 is a partially enlarged perspective view showing the detailed structure of the reflective film of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged sectional view thereof. A
互いに隣接する凹部31同士の間に形成された隙間は、表面に微細な凹凸が形成された粗面32を形成している。この粗面32平均的な深さ(高さ)は、0.1〜1μmであり、その全体に対する面積割合は0.4〜49%に設定される。このような粗面32は、この粗面32に入射した光を乱反射させる。
The gap formed between the
このように、反射膜12に形成される凹部31同士を間隔t1だけ開けることによって、反射膜12に凹部31を形成する際に、隣接する凹部31同士が繋がって頂上部分が崩れてしまうことが防止される。しかし、t1部に形成された粗面32の凹凸深さは小さいので反射特性への影響度合いを小さくすることができる。従って、凹部31を設計どおりの精度で形成することができ、目的の反射特性を得ることできる。
In this way, by forming the
また、凹部31同士を間隔t1だけ開け、この隙間に粗面32を形成することによって、隣接する凹部31同士の隙間部分が鏡面になって、ここに入射した光が一方向に強く反射して液晶表示装置1の視認性を低下させることを防止する。隣接する凹部31同士の隙間に形成された粗面32は、入射した光を乱反射させて、液晶表示装置1の輝度を均一に保つ。
In addition, by opening the
凹部31は、例えば深さを0.1μm〜3μmの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部31のピッチを5μm〜50μmの範囲でランダムに配置し、凹部31内面の傾斜角を−30度〜+30度の範囲に設定することが望ましい。特に、凹部31の内面の傾斜角分布を−30度〜+30度の範囲に設定する点、および隣接する凹部31のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部31のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。
For example, the
また、凹部31の内面の傾斜角分布が−30度〜30度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない(反射光の拡散角が空気中で36度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなるからである。)からである。さらに、凹部31の深さが3μmを超えると、後工程で凹部31を平坦化する場合に凸部の頂上が平坦化膜(オーバーコート膜14)で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示ムラの原因となる。
On the other hand, if the inclination angle distribution on the inner surface of the
隣接する凹部31のピッチが5μm未満の場合、有機膜11を形成するために用いる転写型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。また、実用上、前記転写型の製作に使用しうる30μm〜100μm径のダイヤモンド圧子を用いる場合、隣接する凹部31のピッチを5μm〜50μmとすることが望ましい。
When the pitch of the
図4は、良好な反射特性を示す凹凸形状の例である。反射膜12に形成される凹部31の特定縦断面Xにおける内面形状は、凹部31の一の周辺部S1から最深点Dに至る第1曲線Aと、この第1曲線Aに連続して凹部31の最深点Dから他の周辺部S2に至る第2曲線Bとからなる曲線形状である。これらの曲線A,Bは、凹部31の最深点Dにおいて、ともに平坦面Sに対する傾斜角がゼロとなり、互いに接続されている。
FIG. 4 is an example of a concavo-convex shape showing good reflection characteristics. The inner surface shape of the
第1曲線Aの平坦面Sに対する傾斜角は、第2曲線Bの傾斜角よりも急であって、最深点Dは、凹部31の中心Oからx方向にずれた位置にある。すなわち、第1曲線Aの平坦面Sに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第2曲線Bの平坦面Sに対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくなっている。本実施形態においても、複数形成された各々の凹部31を構成する第1曲線Aの傾斜角の絶対値の平均値は、1〜89°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。また、各々の凹部31の第2曲線Bの傾斜角の絶対値の平均値も、0.5〜88°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。
The inclination angle of the first curve A with respect to the flat surface S is steeper than the inclination angle of the second curve B, and the deepest point D is at a position shifted from the center O of the
上記両曲線A,Bの傾斜角は、凹部31の周辺部から最深点Dに至るまでなだらかに変化しているので、図4,5に示す第1曲線Aの最大傾斜角δaは(絶対値)は、第2曲線Bの最大傾斜角δbよりも大きくなっている。また、第1曲線Aと、第2曲線Bとが接する最深点Dの平坦面Sに対する傾斜角はゼロとなっており、この最深点Dにおいて傾斜角の正負が異なる両曲線A,Bがなだらかに連続している。
Since the inclination angles of both the curves A and B change gently from the periphery of the
例えば、各々の凹部31の最大傾斜角δaは、2〜90°の範囲内で不規則にばらついている。しかし、多くの凹部31は最大傾斜角δaが4〜35°の範囲内で不規則にばらついている。また、図4,5に示す凹部31は、その凹面が単一の極小点(傾斜角がゼロとなる曲面上の点)Dを有している。そしてこの極小点Dと平坦面Sとの距離が凹部31の深さdを形成し、この深さdは、多数形成された凹部31についてそれぞれ1〜3μmの範囲内で不規則にばらついている。
For example, the maximum inclination angle δa of each
複数の凹部31の第1曲線Aは、単一の方向に配向されていることが好ましい。このような構成とすることで、反射膜12で反射された反射光の方向を、正反射の方向から特定の方向へずらすこともできる。その結果、特定縦断面の総合的な反射特性としては、第2曲線B周辺の面によって反射される方向の反射率が増加したものとなり、特定の方向に反射光を集中させた反射特性とすることもできる。図6に、上記凹部31の第1曲線Aを単一の方向に配向させた半透過反射膜に入射角30°で外光を照射し、受光角を平坦面Sに対する正反射の方向である30°を中心として半透過反射膜の垂線位置(0°)から60°まで振った時の受光角(θ°)と明るさ(反射率)との関係を示す。
The first curves A of the plurality of
図6から明らかなように、上記第1曲線Aが単一方向に配向された半透過反射膜では、反射特性が20°〜50°と広い範囲で高く、しかも平坦面Sに対する正反射の角度である30°より小さい受光角における反射率の積分値が、正反射の角度より大きい受光角における反射率の積分値より大きくなっている。すなわち、受光角20°付近においてより大きな反射強度を得ることができる。 As is clear from FIG. 6, in the transflective film in which the first curve A is oriented in a single direction, the reflection characteristic is high in a wide range of 20 ° to 50 °, and the angle of regular reflection with respect to the flat surface S The integrated value of the reflectance at the light receiving angle smaller than 30 ° is larger than the integrated value of the reflectance at the light receiving angle larger than the regular reflection angle. That is, a larger reflection intensity can be obtained in the vicinity of a light receiving angle of 20 °.
なお、上述した実施形態では、反射膜に凹部を形成しているが、これ以外にも、例えば図7に示すように、反射膜71の表面に微細な凸部72を一定の隙間t2を開けて多数形成し、この凸部72同士の隙間に粗面73を形成しても良い。
In the embodiment described above, the concave portion is formed in the reflective film. However, in addition to this, for example, as shown in FIG. 7, a fine
本出願人は、本発明の反射膜の効果を検証した。検証にあたって、図10の模式図に示すディンプルKを多数形成した反射膜を用いた。ディンプルKの曲率半径は25μm、深さは15μm、最大傾斜角度を17.5°に設定した。そして、隣接するディンプルK同士の間隔dを0,5,10μmにそれぞれ設定した複数のサンプルを用いて、受光角と相対反射強度との関係を測定した。こうした検証結果を図11に示す。 The present applicant verified the effect of the reflective film of the present invention. In the verification, a reflective film in which a large number of dimples K shown in the schematic diagram of FIG. 10 was formed was used. The dimple K has a radius of curvature of 25 μm, a depth of 15 μm, and a maximum inclination angle of 17.5 °. Then, using a plurality of samples in which the distance d between adjacent dimples K was set to 0, 5, and 10 μm, the relationship between the light receiving angle and the relative reflection intensity was measured. Such verification results are shown in FIG.
図11に示す検証結果によれば、ディンプルK同士の間隔dを5μm以下に設定することで、受光角10°〜50°の範囲において、相対反射強度をほぼ90%以上にできることが可能であることが確認された。 According to the verification result shown in FIG. 11, by setting the distance d between the dimples K to 5 μm or less, it is possible to make the relative reflection intensity almost 90% or more in the light receiving angle range of 10 ° to 50 °. It was confirmed.
また、表1に、間隔dと相対反射強度との関係を示す。表1からも、間隔dを0〜5μmの範囲に保てば、相対反射強度を100〜90%の範囲にできることが確認された。 Table 1 shows the relationship between the distance d and the relative reflection intensity. Also from Table 1, it was confirmed that the relative reflection intensity could be in the range of 100 to 90% if the distance d was kept in the range of 0 to 5 μm.
1 液晶表示装置
2 液晶表示パネル
12 反射膜
31 凹部
32 粗面
72 凸部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記凹部又は凸部は、隣接する凹部又は凸部との間に一定の間隔を開けて形成されるとともに、互いに隣接する凹部又は凸部の間に粗面を形成したことを特徴とする反射膜。 A reflective film in which a number of fine recesses or protrusions are formed on the surface of the light reflective material,
The concave portion or the convex portion is formed with a certain interval between the adjacent concave portion or convex portion, and a rough surface is formed between the adjacent concave portions or convex portions. .
A liquid crystal display device comprising the reflective film according to claim 1 and a liquid crystal display panel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004084462A JP2005274676A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Reflection coating and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004084462A JP2005274676A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Reflection coating and liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005274676A true JP2005274676A (en) | 2005-10-06 |
Family
ID=35174459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004084462A Withdrawn JP2005274676A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Reflection coating and liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005274676A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101871620A (en) * | 2010-06-07 | 2010-10-27 | 友达光电股份有限公司 | Optical membrane, backlight module comprising the optical membrane and display |
-
2004
- 2004-03-23 JP JP2004084462A patent/JP2005274676A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101871620A (en) * | 2010-06-07 | 2010-10-27 | 友达光电股份有限公司 | Optical membrane, backlight module comprising the optical membrane and display |
CN101871620B (en) * | 2010-06-07 | 2013-04-10 | 友达光电股份有限公司 | Backlight module and display |
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Legal Events
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