JP4270989B2 - 半透過反射膜および液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半透過反射膜および液晶表示装置に関する。
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる半透過反射型液晶表示装置を表示部として備えているものがある。こうした半透過反射型液晶表示装置には、前面から入射する外光を表面で全反射させるとともに、液晶表示パネルの後方に配置されたバックライト光を透過させる半透過反射膜が備えられている。
この半透過反射膜は、表面が反射面を成す金属膜に、光を透過させる透過開口を多数形成したものである。こうした構成によって、入射した外光を表面で反射させるとともに、バックライトからの照明光を表面側に透過させることができるものである。
例えば、下記特許文献１に記載の反射型液晶表示装置では、液晶層を透過した光を反射させるための反射体として、表面に複数の凹部が設けられた半透過型の反射体が記載されている。
特開２００３−２１５５９１号公報
こうした半透過反射膜は、金属膜にマスクパターン等を形成してエッチングを行い、金属膜に透過開口を形成することによって製造している。こうしたエッチング工程を経て形成した半透過反射膜の一部に染みや白化が生じる。表面に染みや白化が生じた半透過反射膜は、表面の反射率が減少して液晶表示パネルの視認性低下を引き起こす。特にこうした染みや白化の発生は、半透過反射膜が液晶表示パネルに対面したときに、液晶表示パネルの表示領域の外周側に当たる部分に顕著に発生することが多い。
こうした染みや白化の原因としては、反射層の下の拡散効果をもたせるための凹凸形状付与膜、例えば、アクリル系、エポキシ系の樹脂が反射層に覆われているため、樹脂層中にエッチングガスが残留すること、および未硬化成分が存在することが関係していると考えられる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、表面の反射率を良好に保つことが可能な半透過反射膜および半透過反射膜を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明においては、液晶表示パネルの内部に形成され、表面に多数の透過開口が形成された半透過反射膜であって、半透過反射膜は、表面一面に多数の凹面が連続的に形成された樹脂層の表面に金属薄膜を積層することにより形成され、前記金属膜を除去して貫通穴からなる前記透過開口を形成し、前記液晶表示パネルの画素が形成された表示領域部分の外側周辺全体に前記透過開口を形成したことを特徴とする半透過反射膜が提供される。
また、これらの半透過反射膜と液晶表示パネル、および照明装置とを備えた液晶表示装置が提供される。
このような半透過反射膜によれば、液晶表示パネルの画素が形成された表示領域に対応する部分よりも外側まで透過開口を形成することにより、この開口から残留ガスを効果的に除去し、未硬化成分をなくすことで、半透過反射膜の一部に染みや白化が発生することを抑えることが可能になり、半透過反射層の反射率を良好に保つことができる。
半透過反射膜の表面に形成した微細な凹みは、入射した光を効率よく反射させるのに役立つ。これらの半透過反射膜と液晶表示パネル、および照明装置とを備えた液晶表示装置によれば、外光に対しても高い輝度で鮮明な視認性を確保することができる。
以下、本発明の代表的な実施形態を説明する。図１は、本発明の半透過反射膜を備えた液晶表示装置を示す要部断面図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１および照明装置（バックライト）１２とを備えている。液晶表示パネル１１は、液晶層、第１の基板を含む上層１１ａと、第２の基板からなる下層１５との間に半透過反射膜１３を備えている。
液晶表示パネル１１は、照明装置１２で下層１５側からから照明されることによって、文字や図形を鮮明に表示することができる。照明装置１２は、例えば、発光ダイオードなどの光源と、この光源からの光を液晶表示パネル１１の表示領域とほぼ同じ面積まで広げる導光体とから構成されれば良い。こうした照明装置１２は、出射面１２ａ全体からムラのない照明光を液晶表示パネル１１に向けて照射する。
半透過反射膜１３は、一定のピッチで透過開口１４が形成されている。半透過反射膜１３は反射面１３ａで光を反射させるとともに、透過開口１４で光を透過させる。こうした半透過反射膜１３は、図１に示すように、液晶表示パネル１１の上層１１ａと下層１５との間にあって、液晶表示パネル１１を透過してきた外光Ｎを反射面１３ａで反射させて、液晶表示パネル１１を照らし出す役割を果たす。また、照明装置１２の出射面１２ａから出射された照明光Ｒを透過開口１４で透過させて、液晶表示パネル１１を裏面側から照らし出す役割を果たす。
このような半透過反射膜１３の反射と透過の作用によって、外光光量が多い日中の屋外などでは、液晶表示パネル１１に入射する外光を反射させて液晶表示パネル１１を照明することで、液晶表示パネル１１を鮮明に表示させる。また、夜間や室内など、外光が乏しい環境下においては、照明装置１２を点灯させることで、出射面１２ａから出射された照明光は透過開口１４を透過して、液晶表示パネル１１を照らし出して鮮明に表示させる。
このように、半透過反射膜１３は、外光、照明装置による照明光のいずれにおいても、液晶表示パネル１１を明るく照らし出すことができるので、照明装置の消費電力を抑え液晶表示装置１０のバッテリ消費を節減するのに寄与する。
図２は図１の液晶表示装置の半透過反射膜を示す拡大分解斜視図である。半透過反射膜１３は表面に多数の透過開口１４が形成されている。半透過反射膜１３は、例えば厚みが１０００〜２０００Åのアルミニウムまたはアルミニウム系合金の薄膜から形成されれば良い。こうした半透過反射膜１３の上面のうち、透過開口１４が形成された部分以外は反射面１３ａとされ、入射した光を反射させる（図中矢印Ｎ）。透過開口１４は、例えば開口面が矩形を成す貫通穴であればよい。透過開口１４は照明装置１２からの光を透過させる（図中矢印Ｂ）。
こうした透過開口１４は、半透過反射膜１３の一方の表面積に対して、例えば１５〜５０％、好ましくは２５〜４５％の割合で形成されれば良い。なお、こうした半透過反射膜１３に形成される透過開口１４は、図２のような矩形以外にも、開口面が六角形であったり、円形であったりしてもよい。
半透過反射膜１３の下面には、アクリル系、エポキシ変性アクリル系、エポキシ系、ウレタン系等からなる樹脂層１７が形成されている。この樹脂層１７は、微細な凹み３９ａが一面にランダムに形成されている。こうした微細な凹み３９ａは半透過反射膜１３の表面に凹み３９ｂを与える。樹脂層１７に予め微細な凹み３９ａを形成しておき、この上に半透過反射膜１３を積層することによって、半透過反射膜１３の表面に凹み３９ｂが形成される。
図３は、液晶表示パネル１１および半透過反射膜１３の詳細を示す拡大断面図である。液晶表示パネル１１は、液晶層３１を挟持して対向する第１の基板３２と第２の基板３３をシール材３４で接合一体化した透過型液晶表示パネルであり、第１の基板３２の液晶層３１側には、電極層や配向膜を含み、液晶層３１を駆動制御するための表示回路３５が形成され、第２の基板３３の液晶層３１側には、電極層や配向膜を含み液晶層３１を駆動制御するための表示回路３６が積層形成されている。
また、表示回路３５と表示回路３６との間には、この２つの表示回路３５，３６間に一定の間隔を保持するためのスペーサ部材３８が多数形成されている。そして、第１の基板３２と第２の基板３３の間には半透過反射膜１３が形成されている。半透過反射膜１３の上面には、オーバーコート層４５が積層されている。
半透過反射膜１３に形成された微細な凹み３９ｂは、液晶層３１を透過して半透過反射膜１３に入射した外光を、再び液晶層３１に向けて効率よく反射させる役割を果たす。このような構成の液晶表示パネル１１のエッジ部分の非表示エリアの幅ＮＤは、例えば１〜４．５ｍｍに設定されればよい。ＮＤが１ｍｍより短いとシールパターン及び電極引き回しのエリアが取れないので好ましくない。また、４．５ｍｍを超えると省スペース化（狭額縁化）できないので好ましくない。
図４に示すように、半透過反射膜１３を構成する半透過反射層１８は、液晶表示パネル１１の画素が形成された表示領域４１に対応する部分（図４中の鎖線領域）よりも外側まで、透過開口１４が形成されている。このように、液晶表示パネル１１の表示領域４１に対応する部分よりも外側まで透過開口１４を形成することによって、半透過反射層１８を形成する際に反射面１３ａの表面に染みや白化が生じるのを防止する。
このような染みや白化は、半透過反射層１８の形成工程における樹脂層１７中の残留ガスや樹脂の未硬化部分等によるものと考えられるが、こうして表示領域４１に対応する部分よりも外側にも透過開口１４を形成して、発生箇所の近傍に開口部を設けることで、この部分からも染みや白化の原因となる残留ガス等が抜けるようになり、半透過反射層１８の平面視外周部の反射面１３ａにも表面に染みや白化が生じるのを抑えられると考えられる。
以上のように、半透過反射層１８は、液晶表示パネル１１の画素が形成された表示領域４１に対応する部分よりも外側まで、透過開口１４を形成することで、反射面１３ａの表面に染みや白化が生じるのを抑えられ、半透過反射層１８の反射率を良好に保つことができる。
なお、上述した実施形態では、半透過反射膜を液晶表示パネルに内蔵した例を示したが、これ以外にも、半透過反射膜を液晶表示パネルと照明装置との間に形成したり、照明装置の出射面に形成したりしてもよく、限定されるものではない。
図１は、本発明の半透過反射膜を備えた液晶表示装置を示す要部断面図である。 図２は、本発明の半透過反射膜の構成を示す要部斜視図である。 図３は、本発明の半透過反射膜を備えた液晶表示装置の要部断面図である。 図４は、本発明の半透過反射膜と液晶表示パネルとの関係を示す説明図である。
符号の説明
１０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１１ａ 上層
１２ 照明装置
１２ａ 出射面
１３ 半透過反射膜
１４ 透過開口
１５ 下層
３９ａ，３９ｂ 凹み

Claims (2)

  1. 液晶表示パネルの内部に形成され、表面に多数の透過開口が形成された半透過反射膜であって、
    半透過反射膜は、表面一面に多数の凹面が連続的に形成された樹脂層の表面に金属薄膜を積層することにより形成され、前記金属膜を除去して貫通穴からなる前記透過開口を形成し、
    前記液晶表示パネルの画素が形成された表示領域部分の外側周辺全体に前記透過開口を形成したことを特徴とする半透過反射膜。
  2. 請求項１に記載の半透過反射膜を備えた液晶表示パネル、および前記液晶表示パネルを裏面から照明する照明装置と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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