JPH10311910A - 反射体及びその製造方法並びにそれを用いた反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射体及びその製造方法並びにそれを用いた反射型液晶表示装置

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JPH10311910A
JPH10311910A JP9121051A JP12105197A JPH10311910A JP H10311910 A JPH10311910 A JP H10311910A JP 9121051 A JP9121051 A JP 9121051A JP 12105197 A JP12105197 A JP 12105197A JP H10311910 A JPH10311910 A JP H10311910A
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reflector
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射面の反射方向が広い範囲に亘り、反射効
率をよくして明るい表示面を与えることができる反射体
及びその製造方法、並びにその反射体を用いた反射型液
晶表示装置を提供すること。 【解決手段】 反射体20表面に、曲面断面形状が同一
Rでかつ同一方向に延びる多数のストライプ溝21aお
よび21bを連設し、かつこれらストライプ溝を交差す
る方向に形成している。しかもこれら溝から反射光によ
って干渉縞を発生さないよう、交差するストライプ溝2
1a及び21bのそれぞれ同一方向に延びるストライプ
溝の溝幅を不規則に変えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射面の反射効率
が高い反射体、その製造方法、及びこの反射体を用いた
反射型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年ハンディタイプのコンピュータなど
の表示部として、特に消費電力が少ないことから、反射
型液晶表示装置が広く利用されている。この反射型液晶
表示装置には、表示面側から入射した光を反射させて表
示を行うための反射板が配置されている。従来の反射板
には、表面が鏡面を備えた反射板又はランダムな凹凸状
の凹凸面を備えた反射板が用いられていた。図11に示
すように、この従来のランダムな凹凸面を持つ反射板6
0は、例えば厚さ300ないし500μm のポリエステ
ルフィルムを加熱することによってその表面に高さが数
オーダの凹凸からなる凹凸面61aを形成しさらに凹凸
面61a上にアルミニウムや銀などからなる反射膜62
を蒸着等で成膜することにより形成されている。
【0003】かかる反射板60を用いた従来の反射型液
晶表示装置は、図12に示すように、一対のガラス基板
51、52のそれぞれの対向面側に透明電極層53、5
4を設け、さらにこれら透明電極層53、54のそれぞ
れの上に液晶の配向膜55、56を設け、これら配向膜
55、56間に液晶層57を配設している。ガラス基板
51、52の外側にはそれぞれ第1、第2の偏光板5
8、59を設け、第2の偏光板59の外側に反射板60
が反射膜62の面を第2の偏光板59側に向けて取付け
ている。図12において、65は基板51、52間に液
晶層57を封止する封止体である。かかる従来の反射型
液晶表示装置においては、第1の偏光板58に入射した
光はこの偏光板によって直線偏光され、偏光された光が
液晶層57を通過することによって楕円偏光をされる。
楕円偏光された光は、第2の偏光板59によって再び直
線偏光され、この直線偏光された光が反射板60にて反
射されて、再び第2の偏光板59、液晶層57を通過し
て第1の偏光板58から出射する。
【0004】かかる反射板60と反射型液晶表示装置5
0とにおける入射光に対する反射特性について、図8及
び図9により説明する。図8及び図9は縦軸を反射率、
横軸を反射角度とした反射特性曲線を示すグラフであ
り、図8中の破線eは反射板60自体の反射特性曲線を
示し、図9中の破線fは反射型液晶表示装置50の反射
特性曲線を示す。破線eの特性曲線は、図11に示すよ
うに反射膜62上に配置した点光源からの入射光Jの入
射角度を反射膜62表面に対する垂線に対して入射角度
30度に一定にしたとき、反射光Kの反射角度θを0か
ら60度に変化させた場合の反射率をプロットしてなる
ものであり、反射型液晶表示装置50ついての破線fの
特性曲線についても同様な反射率をプロットしてなるも
のである。なお、上記反射率は、液晶パネル評価装置
(大塚電子社製LCD5000機種)を用い、白色板
(MgO標準白色面を持つ板)に入光角度30度で照射
した際の反射角度30度における反射光の出力を基準と
して、反射光の出力を上記基準出力で除算して百分率
(%)で表した値である。
【0005】図8において、破線eにて示す反射板60
自体の反射特性曲線から、反射角度30度をピーク(約
1100%の反射率)として左右の反射角度20度以下
及び40度以上にて反射率がほぼ最低となっている。図
9において、破線fで示す反射型液晶表示装置50自体
の反射特性曲線から、その反射率が反射角度30度の約
100%をピークとして、反射角度23度以下ないし3
7度以上の範囲で0%に落ちている。なお、表面を鏡面
とした従来の反射板の反射特性は、一般に反射板60と
比較して、入射角度に対応する特定の反射角度において
非常に高い反射率を示す。しかし反射率の高い反射角度
の範囲が極めて狭い、即ち視野角が狭い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のランダ
ムの凹凸反射面を備えた反射板60は、反射効率が悪い
ために全体に反射率が低く、より広範囲の反射角度にて
反射させる反射板のニーズに充分に応えることができな
かった。従って、この反射板60を用いた反射型液晶表
示装置は、視野角が約25ないし35度の範囲と比較的
狭く、しかも表示面の明るさも充分とはいえないという
問題があった。本発明は、これら問題点に鑑みてなされ
たもので、反射面の反射方向が広い範囲に亘り、反射効
率をよくして明るい表示面を与えることができる反射体
及びその反射体の製造方法、並びにその反射体を用いた
反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る反射体は、
反射体表面に、曲面断面形状が同一Rでかつ同一方向に
延びる多数のストライプ溝を連設し、かつこれらストラ
イプ溝を交差する方向に形成し、これら溝からの反射光
によって干渉縞を発生させないよう上記交差するストラ
イプ溝のそれぞれ同一方向に延びるストライプ溝の溝幅
を不規則に変えている。かかる反射体によれば、交差す
るストライプ溝のそれぞれの方向に直交する方向から入
射する光の反射方向が広範囲に亘り、ために反射効率が
よくなり、明るい表示面を与えることができる。交差す
るストライプ溝の交差方向は、直交でもよいし、また所
定の角度にて交差していてもよい。いずれにしても、上
述の作用をもたらすなら、その交差角度は問わない。
【0008】本発明の反射体は、特に同一方向に延びる
ストライプ溝の隣接する溝の溝幅を相互に異ならせたこ
とにより、反射方向をさらに広範囲にさせることができ
る。上記Rは、100μm を超えるとそのストライプ溝
が視認され、液晶表示素子の表示品位を大幅に低下させ
ることから、100μm 以下が望ましい。一方、Rが可
視光オーダ以下の数値すなわち0.4μm より小さい場
合、有効な反射特性が得られないことから、Rは0.4
μm 以上とするのが望ましい。
【0009】本発明の上記反射体は、切先が曲面形状の
切削治具により母型の型面に曲面断面形状が同一Rでか
つ同一方向に延びる多数のストライプ溝であって、かつ
これらストライプ溝の溝幅を不規則に変えた多数の連な
ったストライプ溝を交差する方向に切削加工する工程
と、母型の上記型面から該型面の凹凸形状を反対にした
型面を持つ転写型を形成する工程と、この転写型の型面
を反射体用樹脂基材の表面に転写し、転写された樹脂基
材の表面に反射膜を成膜する工程とからなる製造方法に
よって、容易かつ確実に製造することができる。
【0010】上記転写型は、母型の型面から、電鋳法に
よって母型の型面の凹凸形状を反対にした型面になるよ
う形成してもよい。また電鋳法によらずに、母型を転写
したシリコーン型を転写型としてもよい。
【0011】本発明に係る反射型液晶表示装置は、反射
体表面に、曲面断面形状が同一Rでかつ同一方向に延び
る多数のストライプ溝を連設し、かつこれらストライプ
溝を交差する方向に形成し、これら溝からの反射光によ
って干渉縞を発生させないよう上記交差するストライプ
溝のそれぞれ同一方向に延びるストライプ溝の溝幅を不
規則に変えた反射体を有する。かかる反射型液晶表示装
置によれば、交差するストライプ溝のそれぞれの方向と
直交する方向から見た表示面の視野角を広くし、且つ表
示面を全体的に明るくできる。反射体は、外付け型及び
内蔵型のいずれのタイプでもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明に係る反射体の一実施の形
態を示す図1において、反射体20は、例えば樹脂材料
などからなる平板状の樹脂基材21の表面に、曲線断面
形状が同一Rでかつ同一方向に延びる多数のストライプ
溝21a(図1における縦方向溝)、21b(図1にお
ける横方向溝)を連設し、かつこれらストライプ溝21
a及び21bを相互に直交する方向に形成し、これら溝
の上に例えばアルミニウムや銀などの薄膜からなる反射
膜22を蒸着又は印刷等により形成している。交差する
ストライプ溝21a、21bは、これら直交する溝それ
ぞれからの反射光によって干渉縞を発生させないよう、
同一方向に延びかつ隣接するストライプ溝の溝幅を相互
に異なるよう形成されており、隣り合う略四角錐形状の
凸部の高さを異なるような形状としている。上述の曲面
Rは100μm 以下であり、その溝深さは略1ないし2
μm である。
【0013】かかる反射体は、図2に示す製造方法によ
り製造する。まず図2(a)に示すように、例えば銅合
金や鉄合金などからなる表面が平坦な平板状の母型30
の表面を、図3に示す切先31aが例えば半径Rが30
ないし100μm であるバイト等の研削治具31によっ
て直線状に切削しつつ、溝方向と直交する方向に送りピ
ッチを変えながら研削するとともに、この切削方向と直
交する方向にも同様に切削して、図2(b)に示すよう
に直交するストライプ溝30a(縦方向溝)、30b
(横方向溝)のそれぞれ同一方向に延びる隣接するスト
ライプ溝の溝幅が相互に異なる型面を持つ母型30を形
成する。研削治具31の研削時での送りピッチPは、例
えば13μm のP1、16μmのP2、17μm のP3
及び18μm のP4の4種類とし、これら4種類の送り
ピッチPを不規則に変えながら送る。例えば送りピッチ
が順に18μm 、13μm 、13μm 、16μm 、17
μm 、13μm 、13μm 、17μm 、13μmのユニ
ットごとに、同一深さにて切削を図4に示すように行
う。なお、研削用の研削治具31の切先31aの形状
は、円弧状の面ではなくその他種々の曲面形状でもよい
が、円弧状の面が最も治具自体の加工がし易いことから
望ましい。また、送りピッチも上述の4種類の寸法に限
定されるものではなく、数種類の寸法を不規則な順序に
組み合わせればよい。
【0014】また、送りピッチを同一にして削り深さを
ストライプ溝ごとに変えてある数のストライプ溝からな
るユニットを繰り返し切削することにより、図2(b)
に示す同一方向に隣接するストライプ溝30a、30b
の溝幅が相互に異なる型面を持つ母型30を形成しても
よい。
【0015】さらにまた、送りピッチを変えながらかつ
削り深さをストライプ溝ごとに変えてある数のストライ
プ溝からなるユニットを繰り返し切削することにより、
図2(b)に示す同一方向に隣接するストライプ溝30
a、30bの溝幅が相互に異なる型面を持つ母型30を
形成してもよい。この切削例を、模式的に第5図に示
す。この例は、隣接するストライプ溝間の各峰頂部の高
さが同一になるよう切削する例を示している。第5図に
示すように、刃先が33μm であるバイトを用い、ま
ず、縦方向のストライプ溝30aの群を形成するため、
深さ2.0μm の第1ストライプ溝30a-Iを切削し、
ついでバイトを21.5μm ずらして深さ1.6μm の
第2のストライプ溝30a-IIを形成し、さらに18.
7μm ずらして深さ1.1μm の第3ストライプ溝30
a-IIIを形成する。同様にして、19.8μm ずらして
2.0μm 深さの第4ストライプ溝30a-IV、17.
0μm ずらして0.5μm深さの第5ストライプ溝30
a-V、15.9μm ずらして1.6μm 深さの第6スト
ライプ溝30a-VI、15.9μm ずらして0.5μm
深さの第7ストライプ30a-VII、14.2μm ずらし
て1.1μm 深さの第8ストライプ溝30a-VIII、さ
らに19.8μm ずらして最初の第1のストライプ溝3
0a-Iを形成する。このようにしてなるユニットを、繰
り返して切削する。
【0016】次に横方向のストライプ溝30bの群を形
成するため、同様なピッチ送りにより、深さ2.0μm
の第1ストライプ溝30b-I、深さ1.6μm の第2の
ストライプ溝30b-II、深さ1.1μm の第3ストラ
イプ溝30b-III、2.0μm深さの第4ストライプ溝
30b-IV、0.5μm 深さの第5ストライプ溝30b-
V、1.6μm 深さの第6ストライプ溝30b-VI、0.
5μm 深さの第7ストライプ30b-VII、11.1μm
深さの第8ストライプ溝30b-VIIIを1ユニットとし
て繰り返し切削する。
【0017】次に、図2(c)に示すように母型30を
箱形容器32に収納配置し、容器32に例えばシリコー
ンなどの樹脂材料33を流し込んで、常温にて放置硬化
させ、この硬化した樹脂製品を容器32から取り出し不
要な部分を切除して、図2(d)に示すような母型30
の型面をなす多数の直交するストライプ溝30a、30
bと逆の凹凸形状とした多数の逆ストライプ溝40a
(縦方向溝)、40b(横方向溝)を持つ型面を有する
転写型40を得る。さらに図2(e)に示すように、転
写型40の型面を反射体用の樹脂材料からなる樹脂基材
21の表面に押し当てて、樹脂基材21を硬化させるこ
とにより、図5(f)に示すように、表面に転写型40
の型面を転写してなる図1に示したストライプ溝21
a、21bを形成する。最後に、ストライプ溝21a、
21bに例えばアルミニウムをエレクトロンビーム蒸着
等によって成膜して反射膜22を形成することにより、
反射体20を形成する。
【0018】また反射体20は、図6に示した他の製法
によっても製造することができる。まず、図6(a)に
示すように、図2(d)に示した転写型40を母型とし
て用意し、この母型40を箱形容器34に型面を上にし
て配置し、そこにエポキシ樹脂35を流し込み硬化さ
せ、この硬化した樹脂製品を容器34から取り出して不
要な部分を切除して、図6(b)に示すような中間型4
5を得る。そして図6(c)に示すようにこの中間型4
5の表面に電鋳法によってNi等の金属を電着させ、電
着金属をこの中間型45から剥離して転写型46を得
る。この転写型46の裏面に適当な補強部材(図示略)
を補強して、図6(d)に示すようにこの転写型46の
型面を樹脂基材21の表面に押し当て樹脂基材21を硬
化させることにより、図6(e)に示すような、表面に
図2(b)に示した母型30の多数のストライプ溝30
aを転写した同一形状の多数のストライプ溝21a、2
1bを備えた樹脂基材21を得る。ついでストライプ溝
21a、21bに例えばアルミニウムをエレクトロンビ
ーム蒸着等によって成膜して反射膜22を形成すること
により、反射体20を形成する。
【0019】なお、大きな面積の板状の反射体を作成す
る場合には、上記転写型40又は46を複数個形成し、
それぞれの転写型の型面を繋げて所望の大きさの転写型
を形成して、この転写型を所望の表面積を持つ樹脂基材
に一度に押し当てることにより、上記ストライプ溝を設
けた大面積の反射体を製造する。また一個の転写型40
又は46を用い、大きな面積の樹脂基材の面に対して、
押し当てる領域面上を所定位置に移動させて押し付ける
ことによって形成してもよい。
【0020】次に、本発明に係る反射体を用いたSTN
方式の反射型液晶表示装置について説明する。図7に示
すように、例えば厚さ0.7mmの一対の表示側ガラス基
板1と背面側ガラス基板2との間に液晶層3を設け、表
示側ガラス基板1の上面側にポリカーボネート樹脂やポ
リアリレート樹脂などからなる一枚の位相差板4を設
け、さらに位相差板3の上面側に第1の偏光板5を配設
している。背面側ガラス基板2の下面側には、第2の偏
光板6及び図1に示した板状の反射体20を順次設けて
いる。反射体20は、第2の偏光板6の下面側に反射膜
22を対向させて積層され、第2の偏光板6と反射膜2
2との間に、グリセリンなどの光の屈折率に悪影響を与
えることのない材質から成る粘着体7が充填されてい
る。両ガラス基板1、2の対向面側にはITO(インジ
ウムスズ酸化物)などからなる透明電極層8、9がそれ
ぞれ形成され、透明電極層8、9上にポリイミド樹脂な
どからなる配向膜10、11が設けられている。これら
配向膜等の関係により液晶層3中の液晶は240度捻れ
た配置となっている。図6中、12は液晶層3を基板
1、2間に封止する封止体である。
【0021】また、、前記背面側ガラス基板2と透明電
極層9との間に、図示していないカラーフィルタを印刷
等で形成することによって、この液晶表示装置をカラー
表示できるようにしても良い。
【0022】上述の反射板とそれを用いた液晶表示装置
とにおける入射光に対する反射特性について、図8及び
図9により説明する。図8及び図9は縦軸を反射率、横
軸を反射角度θとした反射特性曲線を示すグラフであ
り、図8中の実線aは刃先のR30μm のバイトにより
図4に示した18μm 、13μm 、13μm 、16μm
、17μm 、13μm 、13μm 、17μm 、13μm
のピッチユニットで縦方向及び横方向に切削し転写し
てなる反射板20自体の縦方向のストライプ溝21a、
実線bは横方向のストライプ溝21bのそれぞれの反射
特性曲線を示し、図9中の実線cは図8に示した反射型
液晶表示装置における上記ピッチにより切削・転写して
なる反射体20の縦方向のストライプ溝21a、実線d
は横方向のストライプ溝21bのそれぞれに基づいた反
射特性曲線を示す。実線a及びbの特性曲線は、反射膜
22上に配置した点光源からの入射光を反射膜22表面
に対する垂線に対して、ストライプ溝21a及び21b
の各溝方向とそれぞれ直交した方向からの入射角度30
度に一定にしたとき、反射光の反射角度を0から60度
に変化させた場合の反射率をプロットしてなるものであ
り、反射型液晶表示装置についての実線c及びdの特性
曲線についても同様な反射率をプロットしてなるもので
ある。なお、上記反射率は、液晶パネル評価装置(大塚
電子社製LCD5000機種)を用い、白色板(MgO
標準白色面を持つ板)に入射角度30度で照射した際の
反射角度30度における反射光の出力を基準として、反
射光の出力を上記基準出力で除算して百分率(%)で表
した値である。
【0023】図8中の実線a、bから明らかなように反
射体20は、従来の反射体についての破線eと比較し
て、反射角度30度を中心にして±15度までの範囲に
てストライプ溝21a及びこれらと直交するストライプ
溝21bとも非常に広範囲に高い反射率を維持できるこ
とがわかる。また、図9中の実線c、dから明らかなよ
うに図6に示した液晶表示装置は、従来の液晶表示装置
についての破線fと比較して、反射角度30度を中心に
して反射角度±20度まで特に±10度までの範囲に亘
って十分に高い反射率が得られる。すなわち、非常に広
めの視野角並びに良好な明るさを付与することができ
る。
【0024】なお、本発明に係る液晶表示装置をSTN
方式のもので説明したが、液晶層の液晶分子の捩れ角を
90度に設定したTN(Twisted Nematic)方式の液晶
表示装置にも、本発明の反射体を適用し得ることは勿論
である。
【0025】上述の液晶表示装置についての実施の形態
は、板状の反射体20を基板2の外側に配設した形態を
示したが、本発明に係る液晶表示装置においては反射体
を基板の内側に設けたタイプのものであってもよい。そ
の実施の形態を、図10に示す。図10中、図7に示し
た部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を
省略する。図10において、ガラス基板2上の反射体2
5は、ガラス基板2の上に感光性レジスト樹脂からなす
樹脂基材を成膜し、上述の母型40、46の型面を樹脂
基材の表面に押し当て、図1に示した多数のストライプ
溝21a(縦方向)、21b(横方向)と同じ多数のス
トライプ溝25a(縦方向)、25b(横方向)を形成
し、ついでアルミニウムなどを蒸着して反射膜26を形
成してなる。この反射体26の上にはその表面を平坦化
する膜13が形成され、さらにその上に透明電極層9及
び配向膜11が順次形成されている。
【0026】
【発明の効果】上述の本発明に係る反射板によれば、交
差する多数のストライプ溝のそれぞれの溝方向に直交す
る方向から入射して反射する光の反射方向を広範囲に
し、ために従来の反射体に比べ反射効率を大幅に改善で
きるという効果を奏する。また、本発明の反射板を用い
た液晶表示装置は、従来の反射型液晶表示装置にに比
べ、交差するストライプ溝のそれぞれの溝方向と直交す
る方向から見た表示面の視野角を広くして表示面を全体
的に大幅に明るくすることができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射体の一実施の形態を示す斜視
図である。
【図2】図1に示した反射体の製造工程を示す断面図で
ある。
【図3】切削治具を示す一部切り欠き斜視図である。
【図4】図3の切削治具を用いて母型切削時の切削例を
示す断面図である。
【図5】図3の切削治具を用いての母型切削時の他の切
削例を示す断面図である。
【図6】反射体の他の製造工程を示す断面図である。
【図7】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形
態を示す断面図である。
【図8】図4に示した切削例により製造した反射体の反
射特性を示すグラフである。
【図9】図4に示した切削例により製造した反射体を用
いた反射型液晶表示装置の反射特性を示すグラフであ
る。
【図10】本発明に係る反射型液晶表示装置の他の実施
の形態を示す断面図である。
【図11】従来の反射体を示す斜視図である。
【図12】従来の反射型液晶表示装置を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
20 反射体 21 樹脂基材 21a、21b ストライプ溝 22 反射膜 30 母型 30a、30b 母型の型面上のストライプ溝 31 切削治具 40 転写型 41a、41b 転写型の型面上のストライプ溝

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射体表面に、曲面断面形状が同一Rで
    かつ同一方向に延びる多数のストライプ溝を連設し、か
    つこれらストライプ溝を交差する方向に形成し、これら
    溝からの反射光によって干渉縞を発生させないよう前記
    交差するストライプ溝のそれぞれ同一方向に延びるスト
    ライプ溝の溝幅を不規則に変えたことを特徴とする反射
    体。
  2. 【請求項2】 同一方向に延びる前記ストライプ溝の隣
    接する溝の溝幅が相互に異なることを特徴とする請求項
    1記載の反射体。
  3. 【請求項3】 前記Rが100μm 以下であることを特
    徴とする請求項1記載の反射体。
  4. 【請求項4】 切先が曲面形状の切削治具により母型の
    型面に曲面断面形状が同一Rでかつ同一方向に延びる多
    数のストライプ溝であって、かつこれらストライプ溝の
    溝幅を不規則に変えた多数の連なったストライプ溝を交
    差する方向に切削加工する工程と、母型の前記型面から
    該型面の凹凸形状を反対にした型面を持つ転写型を形成
    する工程と、該転写型の型面を反射体用樹脂基材の表面
    に転写し、転写された樹脂基材の表面に反射膜を成膜す
    る工程とからなることを特徴とする請求項1記載の反射
    体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記母型の型面から、電鋳法によって前
    記型面の凹凸形状を反対にした型面を持つ転写型を形成
    する請求項4記載の反射体の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の反射体を有することを特
    徴とする反射型液晶表示装置。
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