JP2006285032A - 内面拡散反射板及び液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 携帯電話や情報携帯端末に使用される液晶表示素子の表示面に対して、通常時に、見る角度における反射強度を高め、視認性の良い内面拡散反射板を提供する。
【解決手段】 内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有することを特徴とする。
【選択図】 図7
【解決手段】 内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有することを特徴とする。
【選択図】 図7
Description
本発明は、液晶表示素子に使用される内面拡散反射板及びこれを備える液晶表示素子に関するものである。
従来、携帯電話や携帯型電子端末等の液晶表示素子に使用される内面拡散反射板の反射強度は、正反射方向の所定の範囲で反射強度を均一にすることが望まれていた。
しかしながら、液晶表示素子を表示面の正反射方向から見るようなことは少なく、通常、正反射方向から所定の角度で傾斜して見ることが通常である。このため、従来の液晶表示素子に使用されていた内面拡散反射板のように、正反射方向を含めて所定の範囲内で反射強度を均一にすると、入射光を有効に利用することができなかった。
しかしながら、液晶表示素子を表示面の正反射方向から見るようなことは少なく、通常、正反射方向から所定の角度で傾斜して見ることが通常である。このため、従来の液晶表示素子に使用されていた内面拡散反射板のように、正反射方向を含めて所定の範囲内で反射強度を均一にすると、入射光を有効に利用することができなかった。
そこで、本発明は、携帯電話や情報携帯端末に使用される液晶表示素子の表示面に対して、通常時に、見る角度における反射強度を高め、視認性の良い内面拡散反射板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意検討の結果、下記の通り解決手段を見出した。
即ち、本発明の内面拡散反射板は、請求項1に記載の通り、内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有することを特徴とする。
また、請求項2に記載の内面拡散反射板は、請求項1に記載の内面拡散反射板において、前記ピーク反射強度は、前記基準反射強度の1.5倍以上であることを特徴とする。
また、請求項3に記載の内面拡散反射板は、請求項1又は2に記載の内面拡散反射板において、前記ピーク反射強度は、a°≦θ°≦20°の範囲内において、5°≦θ°<20°の範囲内の極値として存在することを特徴とする。
また、請求項4に記載の内面拡散反射板は、請求項1乃至3のいずれかに記載の内面拡散反射板において、前記基準反射強度は、新聞紙の反射強度の10倍以上であることを特徴とする。
また、本発明の液晶表示素子は、請求項5に記載の通り、請求項1乃至4の内面拡散反射板を備えることを特徴とする。
即ち、本発明の内面拡散反射板は、請求項1に記載の通り、内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有することを特徴とする。
また、請求項2に記載の内面拡散反射板は、請求項1に記載の内面拡散反射板において、前記ピーク反射強度は、前記基準反射強度の1.5倍以上であることを特徴とする。
また、請求項3に記載の内面拡散反射板は、請求項1又は2に記載の内面拡散反射板において、前記ピーク反射強度は、a°≦θ°≦20°の範囲内において、5°≦θ°<20°の範囲内の極値として存在することを特徴とする。
また、請求項4に記載の内面拡散反射板は、請求項1乃至3のいずれかに記載の内面拡散反射板において、前記基準反射強度は、新聞紙の反射強度の10倍以上であることを特徴とする。
また、本発明の液晶表示素子は、請求項5に記載の通り、請求項1乃至4の内面拡散反射板を備えることを特徴とする。
本発明によれば、反射板に入射する光を特定の方向に指向性を持たせて反射させることにより、入射光を効率的に利用することができる。
従って、携帯電話等の液晶装置の表示面を、通常見る範囲において、視野角内で均一な反射強度となるようにする場合に比べて、視認性がよくすることができる。
従って、携帯電話等の液晶装置の表示面を、通常見る範囲において、視野角内で均一な反射強度となるようにする場合に比べて、視認性がよくすることができる。
次に、本発明の内面拡散反射板につい説明する。
上記の通り、本発明は、内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有するものである。
前記反射ピーク強度とは、内面拡散反射板に対して、正反射方向の角度を中心として、その左側と右側とで一番反射強度が強い部分をいうものとする。また、均一な基準反射強度とは、所定の基準反射強度の±10%以内をいうものとする。
上記の通り、本発明は、内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有するものである。
前記反射ピーク強度とは、内面拡散反射板に対して、正反射方向の角度を中心として、その左側と右側とで一番反射強度が強い部分をいうものとする。また、均一な基準反射強度とは、所定の基準反射強度の±10%以内をいうものとする。
次に、上記特性とするためには、内面拡散反射板に凹面を形成し、反射面全体において、水平方向を0°として、傾斜角αの傾斜面の発生頻度を、0°≦α<(a/2)°<7.5°の傾斜角を有する傾斜面の発生頻度P、(a/2)°≦α≦10°の傾斜角を有する傾斜面の発生頻度Q、10°<αの傾斜角を有する傾斜面の発生頻度をRとし(P+Q+R=1)、P<Q、且つ、R<1/10とする。
この関係の具体的な例について図面を用いて説明する。
図9(a)に示すものは、本発明の一実施の形態の内面拡散反射板の反射面の断面図である。図示されるように、内面拡散反射板の反射面は、略円弧状の凹面23aを連接して構成される。尚、以下の説明では、傾斜面の傾斜角度についての説明の便宜上、凹面23aを左右対称として、中心線から右側を使用して説明するが、本発明について限定を加えるものではない。
図示される内面拡散反射板の構造で、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度(図7におけるθ1)を有するようにするためには、同図(b)に示すように、頂部23bを、傾斜角度(α)の異なる複数の略平面(図は断面図であるため略直線A,B,C)を連続することにより構成し、Aの領域の線分の長さが、Bの領域の線分の長さよりも短く形成し、更に、Cの領域の線分の長さは、(A+B)の領域の線分の長さの1/10未満とする。これにより、Bの領域によりピーク反射強度(θ1)が得られることになる。
尚、前記凹面の連接については、全ての凹面が連接することが好ましいが、必ずしも全ての凹面が連接している必要はない。また、前記線分の長短の関係(P<Q、且つ、R<1/10とする)についても、内面拡散反射板の凹面23aの全てが前記関係を満たさなくても、反射面全体において、前記関係を満たすものであればよい。
このような反射強度が得られるように内面拡散反射板を構成することにより、携帯用端末の液晶表示面を通常見る角度において、充分な明るさが得られることになる。
この関係の具体的な例について図面を用いて説明する。
図9(a)に示すものは、本発明の一実施の形態の内面拡散反射板の反射面の断面図である。図示されるように、内面拡散反射板の反射面は、略円弧状の凹面23aを連接して構成される。尚、以下の説明では、傾斜面の傾斜角度についての説明の便宜上、凹面23aを左右対称として、中心線から右側を使用して説明するが、本発明について限定を加えるものではない。
図示される内面拡散反射板の構造で、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度(図7におけるθ1)を有するようにするためには、同図(b)に示すように、頂部23bを、傾斜角度(α)の異なる複数の略平面(図は断面図であるため略直線A,B,C)を連続することにより構成し、Aの領域の線分の長さが、Bの領域の線分の長さよりも短く形成し、更に、Cの領域の線分の長さは、(A+B)の領域の線分の長さの1/10未満とする。これにより、Bの領域によりピーク反射強度(θ1)が得られることになる。
尚、前記凹面の連接については、全ての凹面が連接することが好ましいが、必ずしも全ての凹面が連接している必要はない。また、前記線分の長短の関係(P<Q、且つ、R<1/10とする)についても、内面拡散反射板の凹面23aの全てが前記関係を満たさなくても、反射面全体において、前記関係を満たすものであればよい。
このような反射強度が得られるように内面拡散反射板を構成することにより、携帯用端末の液晶表示面を通常見る角度において、充分な明るさが得られることになる。
また、本発明において、前記ピーク反射強度が、基準反射強度に対して1.5倍以上とすることが好ましい。
更に、本発明においてピーク反射強度は、内面拡散反射板の反射特性曲線が山状となるときの極値として存在するものであるが、この山の一方の裾から他方の裾の範囲を5°≦θ°<20°の範囲とすることが好ましい。
また、基準反射強度は、新聞紙の反射強度の10倍以上であることが好ましい。最低の明るさを保証するためである。
次に、本発明の内面拡散反射体の製造方法の一例を説明する。
内面拡散反射体を構成することとなるガラス基板の上面に、アクリル系レジスト、ポリスチレン系レジスト、アジドゴム系レジスト、イミド系レジスト等の感光性樹脂液をスピンコート法、スクリーン印刷法、吹き付け法等の塗布方法により塗布する。その後、加熱炉又はホットプレート等の加熱装置を用いて感光性樹脂から形成される樹脂材をガラス基板上に積層するとともにプリベークする。
内面拡散反射体を構成することとなるガラス基板の上面に、アクリル系レジスト、ポリスチレン系レジスト、アジドゴム系レジスト、イミド系レジスト等の感光性樹脂液をスピンコート法、スクリーン印刷法、吹き付け法等の塗布方法により塗布する。その後、加熱炉又はホットプレート等の加熱装置を用いて感光性樹脂から形成される樹脂材をガラス基板上に積層するとともにプリベークする。
このガラス基板上の樹脂材に樹脂製転写型を一定時間押圧してから外し、樹脂材表面に凹面を形成する。尚、押圧時の圧力は、樹脂材の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、30〜50kg/cm2程度とすることができる。また、押圧時間についても、同様に樹脂材の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、30秒〜10分程度とすることができる。
その後、ガラス基板の表面側(感光性樹脂膜面側)から、不要な部分を除く等の目的で必要に応じてフォトマスクを介して、樹脂材を硬化させるための紫外線等の照射線を照射して未硬化の樹脂材を硬化させる。ここで照射する紫外線等の照射線は、上記樹脂材の種類に応じて適宜選択することができる。そして、加熱炉やホットプレート等の加熱装置を用いてガラス基板上の樹脂材を加熱してポストベークする。
最後に、スパッタリング法等によって成膜して、凹面に沿って反射膜を形成し内面拡散反射体を得ることができる。
最後に、スパッタリング法等によって成膜して、凹面に沿って反射膜を形成し内面拡散反射体を得ることができる。
次に、本発明の液晶表示素子を製造する方法の一例について説明する。
液晶表示素子の構造自体は、公知のもので、一例としては、2枚の基板間に液晶層を挟持するとともに、これらの基板間の外周部をシール剤により接合して概略構成される。前記基板は、ガラス基板等の透明基板からなり、液晶層側には、それぞれ表示回路が設けられる。表示回路には、液晶層を駆動するための透明導電膜等からなる駆動電極や、液晶の配向を制御するための配向膜等が含まれている。また、カラー表示用の液晶表示素子の場合には、前記した表示回路のいずれか一方にカラーフィルタを含めるように構成する。
液晶表示素子の構造自体は、公知のもので、一例としては、2枚の基板間に液晶層を挟持するとともに、これらの基板間の外周部をシール剤により接合して概略構成される。前記基板は、ガラス基板等の透明基板からなり、液晶層側には、それぞれ表示回路が設けられる。表示回路には、液晶層を駆動するための透明導電膜等からなる駆動電極や、液晶の配向を制御するための配向膜等が含まれている。また、カラー表示用の液晶表示素子の場合には、前記した表示回路のいずれか一方にカラーフィルタを含めるように構成する。
以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
図2は、本発明の内面拡散反射体を形成するための母型の製造方法を説明するためのもので、図中1で示されるものはNCフライス盤である。NCフライス盤1は、工具2、主軸3、チャック部4、加工テーブル5、並びに、図示しないがモータ制御部及び加工テーブル制御部を備えている。
次に、図1を参照して工具2について説明する。同図に示されるように工具2の先端部は、単結晶材料であるダイヤモンドから構成され、回転軸2cからウィンドーアングル70°(α)の範囲でボール半径0.05mm(R)の切れ刃2aが形成され、回転軌跡が略半球状のものとなるように形成される。
尚、本実施例では、切れ刃2aの上記実施の形態で説明した形状誤差は、±500nmとなっている。
また、加工テーブル5は、基材7を載置して移動させるためのもので、工具2の送り方向(y軸)とピックフィード方向(x軸)に所定のピッチで移動可能なものを使用した。
また、上記加工テーブル5上には、その上面に基材7を45°(θ°)の角度で傾斜して載置することができる台座8を設けるようにした。
図2は、本発明の内面拡散反射体を形成するための母型の製造方法を説明するためのもので、図中1で示されるものはNCフライス盤である。NCフライス盤1は、工具2、主軸3、チャック部4、加工テーブル5、並びに、図示しないがモータ制御部及び加工テーブル制御部を備えている。
次に、図1を参照して工具2について説明する。同図に示されるように工具2の先端部は、単結晶材料であるダイヤモンドから構成され、回転軸2cからウィンドーアングル70°(α)の範囲でボール半径0.05mm(R)の切れ刃2aが形成され、回転軌跡が略半球状のものとなるように形成される。
尚、本実施例では、切れ刃2aの上記実施の形態で説明した形状誤差は、±500nmとなっている。
また、加工テーブル5は、基材7を載置して移動させるためのもので、工具2の送り方向(y軸)とピックフィード方向(x軸)に所定のピッチで移動可能なものを使用した。
また、上記加工テーブル5上には、その上面に基材7を45°(θ°)の角度で傾斜して載置することができる台座8を設けるようにした。
次に、上記構成により加工を行う方法について図3を参照して説明する。
まず、台座8上に、タテ40mm×ヨコ50mm角、厚さ10mmのアルミニウム(A5052アルミニウム合金)基材7を前記45°の角度で載置する。
そして、工具2を回転速度2万回転/分で回転させて、アルミニウム基材7に対して、切り込み深さ5μmとして、480mm/分の速度で工具2の送り方向(y軸方向)に対して、加工テーブル5を移動させることによりアルミニウム基材7を移動させ、アルミニウム基材7に対して1列分の略半球状の凹面9を連接して形成する。そして、アルミニウム基材7を、切れ刃4の送り方向に対して加工面内で垂直方向に21μmピックフィードして、前記1列目と同様に略半球状の凹面9を連接して形成する。
まず、台座8上に、タテ40mm×ヨコ50mm角、厚さ10mmのアルミニウム(A5052アルミニウム合金)基材7を前記45°の角度で載置する。
そして、工具2を回転速度2万回転/分で回転させて、アルミニウム基材7に対して、切り込み深さ5μmとして、480mm/分の速度で工具2の送り方向(y軸方向)に対して、加工テーブル5を移動させることによりアルミニウム基材7を移動させ、アルミニウム基材7に対して1列分の略半球状の凹面9を連接して形成する。そして、アルミニウム基材7を、切れ刃4の送り方向に対して加工面内で垂直方向に21μmピックフィードして、前記1列目と同様に略半球状の凹面9を連接して形成する。
上記動作を繰り返すことにより、アルミニウム基材7上に1分間で2万個の凹面9を形成することができた。尚、上記切削の過程において、切れ刃4の送り量及びピックフィード量は、その値に、その値の±10%の範囲内で乱数を加えたものとした。
このようにして形成された内面拡散反射体を形成するための母型10の略半球状の凹面10は、図4に平面図を示すように、略半球状の凹面は、切れ刃2の送り方向(y軸方向)に対して、ピッチxt=24μm±2.4μmの範囲でランダムに連接しており、ピックフィード方向に対して、ピッチyt=21μm±2.1μmの範囲でランダムに連接していた。尚、ここでいう凹面のピッチxt,ytとは、母型10を平面視したときに円形となる凹面9の中心間の距離をいう。
このようにして形成された内面拡散反射体を形成するための母型10の略半球状の凹面10は、図4に平面図を示すように、略半球状の凹面は、切れ刃2の送り方向(y軸方向)に対して、ピッチxt=24μm±2.4μmの範囲でランダムに連接しており、ピックフィード方向に対して、ピッチyt=21μm±2.1μmの範囲でランダムに連接していた。尚、ここでいう凹面のピッチxt,ytとは、母型10を平面視したときに円形となる凹面9の中心間の距離をいう。
次に、図5を参照して、前記母型10から本発明の内面拡散反射体を製造する方法について説明する。
箱型容器11の底に、母型10を配置し、成形樹脂12を流し込み、常温にて放置、硬化させ、この硬化した樹脂製品を箱型容器11から取り出して不要な部分を削除することにより、前記母型10の凹凸形状を反対にした型面を備える転写型13を得た。
箱型容器11の底に、母型10を配置し、成形樹脂12を流し込み、常温にて放置、硬化させ、この硬化した樹脂製品を箱型容器11から取り出して不要な部分を削除することにより、前記母型10の凹凸形状を反対にした型面を備える転写型13を得た。
また、ガラス基板15の上面にアクリル系の感光性樹脂液をスピンコート法により塗布する。そして、加熱炉を用いてガラス基板15上の感光性樹脂液を100℃で1分以上プリベークして感光性樹脂層16を形成する。
この後、前記転写型13を、図6に示すように、金属ロール14の外周面に設けて、前記ガラス基板15上の感光性樹脂層16に5mm/sec程度の速度及び0.5MPa〜1.2MPaの圧力でローリング転写する。この時に、ガラス基板15の移動量を調節して、感光性樹脂層16に形成される凹面の頂部を、図8に示すように複数の平面をつないだ形状にするとともに、凹面の頂部近傍の傾斜角が7.5°を超える略平面の面積が、傾斜角が5〜7.5°の略平面の面積よりも狭くなるようにする。それから、転写型13を感光性樹脂層16から外して、ガラス基板15の感光性樹脂層16の上方側から紫外線を照射し、未硬化の感光性樹脂層16を硬化させ、加熱炉で240℃の温度で60分程度ポストベークして感光性樹脂層16を硬化させる。
最後に、感光性樹脂層16の表面にアルミニウムをスパッタリングによって成膜して内面拡散反射体を得る。
この後、前記転写型13を、図6に示すように、金属ロール14の外周面に設けて、前記ガラス基板15上の感光性樹脂層16に5mm/sec程度の速度及び0.5MPa〜1.2MPaの圧力でローリング転写する。この時に、ガラス基板15の移動量を調節して、感光性樹脂層16に形成される凹面の頂部を、図8に示すように複数の平面をつないだ形状にするとともに、凹面の頂部近傍の傾斜角が7.5°を超える略平面の面積が、傾斜角が5〜7.5°の略平面の面積よりも狭くなるようにする。それから、転写型13を感光性樹脂層16から外して、ガラス基板15の感光性樹脂層16の上方側から紫外線を照射し、未硬化の感光性樹脂層16を硬化させ、加熱炉で240℃の温度で60分程度ポストベークして感光性樹脂層16を硬化させる。
最後に、感光性樹脂層16の表面にアルミニウムをスパッタリングによって成膜して内面拡散反射体を得る。
得られた内面拡散反射体の反射特性は、図7に示すように、正反射方向(図示されるものでは、30°が正反射方向)に対して、16°及び43°においてピーク反射強度を有し、22°〜38°の範囲において反射強度が均一となった。
この内面拡散反射体を備えた液晶表示素子は、正反射方向に対して16°近傍及び43°近傍において、正反射方向に比べて高い反射強度を有するため、携帯電話やPDA等に適用した場合には、通常使用する角度で極めて視認性のよいものとなった。
尚、上記実施例では、NCフライス盤により母型10を形成し、転写型13の圧力を調整して、内面拡散反射板の凹面の傾斜角を調整するようにしたが、電子線描画装置や圧子等を使用して、最終的な内面拡散反射板の凹面を備えた母型を作製し、この母型から転写型を作製して内面拡散反射体の凹面を形成するようにすることも可能である。
この内面拡散反射体を備えた液晶表示素子は、正反射方向に対して16°近傍及び43°近傍において、正反射方向に比べて高い反射強度を有するため、携帯電話やPDA等に適用した場合には、通常使用する角度で極めて視認性のよいものとなった。
尚、上記実施例では、NCフライス盤により母型10を形成し、転写型13の圧力を調整して、内面拡散反射板の凹面の傾斜角を調整するようにしたが、電子線描画装置や圧子等を使用して、最終的な内面拡散反射板の凹面を備えた母型を作製し、この母型から転写型を作製して内面拡散反射体の凹面を形成するようにすることも可能である。
1 NCフライス盤工具
2 工具
2a 切れ刃
2b 逃げ面
2c 軸心
3 主軸
4 チャック部
5 加工テーブル
7 基材
8 台座
9 略半球状の凹面
10 母型
11 箱型容器
12 成形樹脂
13 転写型
14 金属ロール
15 ガラス基板
16 感光性樹脂層
20 液晶表示素子
21 液晶層
22 内面拡散反射板
23 内面拡散反射板
2 工具
2a 切れ刃
2b 逃げ面
2c 軸心
3 主軸
4 チャック部
5 加工テーブル
7 基材
8 台座
9 略半球状の凹面
10 母型
11 箱型容器
12 成形樹脂
13 転写型
14 金属ロール
15 ガラス基板
16 感光性樹脂層
20 液晶表示素子
21 液晶層
22 内面拡散反射板
23 内面拡散反射板
Claims (5)
- 内面拡散反射板の正反射方向をθ°=0°として、左右両側の0°≦θ°<15°の範囲において、0°≦θ°<a°の範囲の反射強度を均一な基準反射強度とし、且つ、a°≦θ°≦20°の範囲内に、前記基準反射強度よりも大きなピーク反射強度を有することを特徴とする内面拡散反射板。
- 前記ピーク反射強度は、前記基準反射強度の1.5倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の内面拡散反射板。
- 前記ピーク反射強度は、a°≦θ°≦20°の範囲内において、5°≦θ°<20°の範囲内の極値として存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の内面拡散反射板。
- 前記基準反射強度は、新聞紙の反射強度の10倍以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内面拡散反射板。
- 請求項1乃至4の内面拡散反射板を備えることを特徴とする液晶表示素子。
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