JP3092035B2 - 液晶表示素子およびその反射板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子およびその
反射板の製造法に関し、特にパーソナルコンピュータや
ワードプロセッサなどのＯＡ機器や、産業分野のハンデ
ィ端末機器や、携帯型情報通信機器などに用いられる反
射型の液晶表示素子およびその反射板の製造法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】元来、液晶表示素子は受光素子であるた
め、光源を要する透過型と外光を利用する反射型の２種
類がある。特に、反射型における従来からの液晶表示素
子の構成は図５で示すように、内側に透明な表示電極を
有する対向する一対２枚の透明基板１ａ、１ｂと、その
外側にフィルム位相差板２と、フィルム位相差板２と透
明基板１ａ、１ｂを挟んで一対の偏光板３ａ、３ｂと入
射光４の反対側に反射板５を設けて液晶表示素子６を構
成している。ＳＴＮモードの場合は、フィルム位相差板
２は１枚または２枚を用いており、配置個所も透明基板
１ａ、１ｂの上側、下側、または上下ともに配置し、リ
タデーションなどを考慮し求める特性に応じて最適化す
る。ＴＮモードの場合はフィルム位相差板２を必要とし
ない。

【０００３】従来の構成で用いられている反射板５はア
ルミニウム箔原反にヘアラインを形成する方法とアルミ
ニウムの金属蒸着法がある。前者の方法は、鏡面である
長尺のアルミニウム箔原反の長さ方向に対して約４０°
〜５０°の角度を有するように配置された回転ブラシの
外周を当接させるように回転させ、原反表面に均一なヘ
アラインを形成する。さらに、その上にたとえばポリエ
ステルのような合成樹脂フィルムを積層する。このよう
にできた反射板５の表面には微細な凹凸があり、これに
より光散乱性を持つ反射面を形成することが可能とな
る。後者の蒸着法は、ＰＥＴフィルムなどに光散乱する
ような条件でアルミニウム蒸着したものである。

【０００４】そして他の従来例として特開昭５３−７９
４９７号公報に、透明物質の中にそれと異なる屈折率を
有する粒子を混入した基板を導光体として利用し、反射
板として表面に反射層を有するガラスビーズなどからな
る基板とを組合せた受光型表示装置用反射板の技術が開
示されている。すなわち、図６において、アクリル樹脂
を用いた透明物質７の中に、それと屈折率の異なる物質
であるポリスチレン８を乱反射材として混入して導光体
９を形成し、ガラスビーズ１０をその支持体１１に埋め
込むかまたは接着し、その表面にアルミニウムを真空蒸
着した反射面１２を有する反射板１３を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム箔原反にヘアラインを形成する方法では、原反表
面を回転ブラシで機械的に擦ることにより非常に不規則
で微細な凹凸が発生し、その表面に入射光があたると反
射光を発するが、原反表面の影響によるエネルギー損失
も発生する。アルミニウム蒸着で形成した光散乱性を有
する反射板表面でも不規則で微細な凹凸があり、前者同
様に光エネルギーの損失が発生している。

【０００６】一方、このような方式で形成される反射板
５を用いた液晶表示素子では、ディスプレイにおいて必
要な視野角特性をコントロールすることが簡易的ではな
い。たとえば、１０インチサイズ以上のディスプレイで
は画面サイズが大きいために広視野角でないと見づらい
ことがある。その場合には正面輝度の大きさを多少下げ
ても、より広い視野角となる構成が求められる。また、
５インチサイズ程度の携帯型では個人で扱われ、軽量で
あるから簡易的に角度調整することができるので、視角
特性は狭いものでも十分対応が可能で、正面輝度を向上
させるようにできることが望ましい。

【０００７】以上のように、反射効率が低く、製品用途
に応じて視角特性や輝度特性をコントロールすることが
できず、液晶表示素子本体の視角特性を考えた反射板の
拡散性を設計することができないという問題があった。

【０００８】また、他の従来例のように、透明な樹脂バ
インダー中にそれと異なる屈折率を有する粒子を混入す
るようなプロセスや材料を使用する方法では、生産性の
低下と材料費の増加をまねきコストアップになる。さら
にガラスビーズについても、適当な大きさ、数量では本
当に効率よく光散乱させることはできないという問題が
あった。

【０００９】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、低コストでかつ飛躍的に反射特性をコントロールす
ることができる反射板を用いた液晶表示素子とその製造
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の液晶表示素子は、球状の大きさが１ないし２０
ミクロンの範囲の微細なビーズを表面に均一に分散させ
た白色または透明な樹脂フィルムに隣り合うビーズ間に
透明な樹脂バインダーを充填して構成した反射面や、さ
らにその上にアルミニウム、または銀などの金属薄膜を
形成した反射面を有する反射板を備えたものである。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、反射板表面が均一に分散さ
れた球状の微細なビーズと膜厚にムラのない平坦な樹脂
層から規則正しく構成されて薄い鏡面となっており、入
射光のエネルギー損失となるものをできるだけ排除し、
表面上で入射光が何度も反射し合うことをなくすことが
できる。

【００１２】また、反射表面に露出される微細なビーズ
の大きさを、０．１ないし２０ミクロンの範囲とし、さ
らに密度、分布の選択などにより、拡散成分と鏡面成分
をコントロールすることができ、液晶表示素子本体の視
角特性に適合した構成も可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例の液晶表示素子および
その反射板の製造法について図面を参照して説明する。

【００１４】図５は反射型液晶表示素子の構成図であ
り、従来の技術と同じである。すなわち、内側に透明な
表示電極（図示していない）を有する対向する一対の透
明電極１ａ、１ｂと、その外側にＳＴＮモードではフィ
ルム位相差板２を１枚または２枚用いており、配置個所
も透明基板１ａ、１ｂの上側、下側ともに配置し、リタ
デーションなどを考慮し求める特性に応じて最適化す
る。ＴＮモードの場合はフィルム位相差板２を必要とし
ない。一対の偏光板３ａ、３ｂは一対の透明基板１ａ、
１ｂを挟むように各々配置する。入射光４の反対側の透
明基板１ｂの外側には反射板５を設けて液晶表示素子６
を構成している。そして液晶表示素子６を透過した入射
光４をこの反射板５により反射し、また液晶表示素子６
を透過して表示する。さらに、画素内の印加電圧の有無
により表示信号を伝達し、入射光４を各画素で遮断また
は透過する動作で全体を表示する。

【００１５】（実施例１） 図１は図５で用いられる反射板５ａの構成図である。反
射板５ａは白色または透明なポリエステルやアクリルな
どの樹脂フィルムからなるフィルムシート１４に、０．
１ないし２０ミクロンの微細な大きさで、ある程度の寸
法径にばらつきがない樹脂ビーズや無機質ビーズ１５を
均一に分散させる。ビーズ１５の大きさ、数量は反射特
性に応じて調整する。たとえば、正面輝度を大きくした
い場合には、できるだけビーズ１５の数量を減らすとよ
い。図２はビーズ数量と視角特性の関係を示している。
このように視角特性の広いものは正面輝度が低く、正面
輝度を上げると視角が狭くなり、トレードオフの関係と
なる。また、隣り合うビーズ１５の間には透過性のよい
アクリルなどの樹脂バインダー１６を充填し、球状の微
細なビーズ１５が半分まで露出するように、かつビーズ
１５以外の部分が膜厚にムラのない平坦を保って鏡面と
なるように構成しなければならない。そして、図５のよ
うに上記の内容の反射板５ａを液晶表示素子６に配置す
る。

【００１６】上記構成により、他の実施例のように、透
明な樹脂バインダー中にそれと異なる屈折率を有する粒
子を混入した基板を用いなくても、入射光のエネルギー
損失を排除し効率よく光散乱させる反射板を構成するこ
とができる。

【００１７】次に、他の実施例としてアルミニウムまた
は銀を使って金属薄膜を用いた反射板５ｂについて述べ
る。この反射板５ｂを含む液晶表示素子６の構成は上記
と同様で、図５に示す通りである。図３は図５に用いら
れる反射板５ｂの構成図である。フィルムシート１４は
平坦性のよい樹脂フィルムからなり、０．１ないし２０
ミクロンの微細な大きさでかつ粒度分布のよい樹脂ビー
ズや無機質ビーズ１５を均一に分散させる。隣り合うビ
ーズ１５の間には透過性のよいアクリルなどの樹脂バイ
ンダー１６を充填し、球状のビーズ１５の半分まで露出
するように、かつビーズ１５以外の部分が膜厚にムラの
ない平坦を保って鏡面となるように構成する。そして、
ビーズ１５の露出した面にアルミニウム、または銀など
の金属を蒸着法やスパッタ法などで金属薄膜１７を形成
する。一般にはアルミニウムの反射率は約９０％であ
り、銀の場合は約９８％である。

【００１８】（実施例２） 次に上記で述べた２種類の反射板５ａ、５ｂの製造法に
ついて述べる。ポリエステルやアクリルなどの樹脂のフ
ィルムシート１４上にビーズ１５の層を形成するまでの
工程は同じであり、一方はその後工程でビーズ１５の露
出した面にアルミニウムまたは銀などの金属薄膜を形成
する。まず、ＵＶや常温乾燥できるアクリルやポリエス
テルなどの光透過性のよい樹脂バインダー１６を用意
し、その中にポリオレフィン系などの樹脂ビーズかまた
は酸化珪素などの無機質ビーズ１５を配合し、均一にな
るようにボールミルなどで攪拌する。ここで用いる樹脂
ビーズや無機質ビーズ１５は０．１ないし２０ミクロン
の微細な大きさで、かつ粒度分布のよいものが適してい
る。次に、図４に示す手順で作業を進める。まず、フィ
ルムシート１４を洗浄し、ごみや異物が付着していない
状態でセットする。そして、ビーズ１５を分散した後、
先に述べた均一に配合した樹脂バインダー１６をロール
コーター１８かまたはスピンコーターで塗布する。従っ
てビーズ１５は分散と塗布とにわけてフィルムシート上
に配設される。塗布された膜厚は均一になるようにし、
ごみが入らないようにＵＶ照射１９や乾燥工程で硬化さ
せる。できあがった樹脂層は微細な球状のビーズ１５が
半分まで露出するように塗布工程の膜厚や樹脂バインダ
ー１６の粘度やチクソトロピック性や揮発成分を調整
し、もし、それ以上に露出すると反射率の低下がおこる
可能性がある。最後に、反射板５ａの反射率をさらに向
上させるために、アルミニウムまたは銀などの反射率の
高い金属を蒸着法やスパッタ法で膜厚５００〜１，５０
０Å程度の薄膜１７を形成する。このようにして作られ
た反射板５ｂを用いて、図５で示すような液晶表示素子
６を構成することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明の液晶表示素子およびその製造法によれば樹脂フィル
ムシート上に樹脂ビーズなどを分散させ、さらに反射率
を上げるためにその表面に金属薄膜を形成した鏡面の反
射板を適用することにより、従来よりも反射光のエネル
ギー損失を低減した高反射率の液晶表示素子を低コスト
で構成することができ、反射型液晶表示素子として明る
く視認性のよいものとなる。

【００２０】また、本発明の構成を用いると樹脂ビーズ
などの粒径や数量で視角特性をコントロールすることが
できる。パネルサイズやモジュールの用途に応じた視角
特性を有する液晶表示素子の製品化は可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の液晶表示素子の反射板の断
面図

【図２】本発明の実施例の液晶表示素子のビーズ量と視
角特性の関係を示すグラフ

【図３】本発明の実施例１の他の実施例の液晶表示素子
の反射板の断面図

【図４】本発明の実施例２の液晶表示素子の反射板の製
造法の反射板の製造プロセスを示す略図

【図５】本発明の実施例および従来例の液晶表示素子の
断面図

【図６】他の従来例の受光型表示装置用反射板の断面図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 透明基板 ４ 入射光 ５、５ａ、５ｂ 反射板 ６ 液晶表示素子 １４ フィルムシート １５ ビーズ １６ バインダー １７ 金属薄膜 １８ ロールコーター

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面側に表示電極を有する対向する一対の
   透明基板と、前記透明基板の間に介在する液晶層と、入
   射光と反射側の透明基板の外側に設けた入射光を反射す
   る反射板を備えた液晶表示素子において、前記反射板は
   球状の微細なビーズを表面に均一に分散させた白色また
   は透明な樹脂フィルムシートに隣り合うビーズ間に透明
   な樹脂バインダーを充填して構成した反射面を備えた液
   晶表示素子。
2. 【請求項２】ビーズの大きさを０．１から２０ミクロン
   の範囲とした請求項１記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】反射板は球状の微細なビーズを表面に均一
   に分散させた白色または透明な樹脂フィルムシートに隣
   り合うビーズ間に透明な樹脂バインダーを充填し、その
   面にアルミニウムまたは銀の高反射率の金属薄膜からな
   る反射面を備えた構成とした請求項１または２記載の液
   晶表示素子。
4. 【請求項４】一定の粒径分布を有する球状の微細なビー
   ズを反射特性に応じたビーズ径、配合比として配合、攪
   拌し、予め用意した白色または透明な樹脂フィルムシー
   ト上に均一に分散し、その上からロールコーターまたは
   スピンナーにより透明な樹脂バインダーまたは前記ビー
   ズを配合した樹脂バインダーを均一に塗布し、その塗布
   面に蒸着法またはスパッタ法により金属薄膜を形成する
   液晶表示素子の反射板の製造法。