專利名稱：反射體及反射型液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于以外部光作為光源的反射型液晶顯示器的反射體，以及采用該反射體的反射型液晶顯示器。更具體地說，本發(fā)明涉及下述反射體，該反射體沿較寬范圍的角度，具有良好的反射率，并且在所需范圍的反射方向，可特別提高反射率，另外本發(fā)明涉及下述反射型液晶顯示器，該反射型液晶顯示器通過采用該反射體，具有較寬的視角，在象筆記本電腦那樣的，裝配于特定裝置中的顯示器的普通視場范圍，可確保充分的亮度，具有適合的指向性。
近年來，作為便攜式計算機等顯示部，特別是由于耗電量較小，廣泛地采用以外部光作為光源的反射型液晶顯示器。該反射型液晶顯示器通過反射體，將從顯示面?zhèn)壬淙氲墓獬蝻@示面?zhèn)确瓷洌褂谜呖捎^看對應于液晶層的分子排列的狀態(tài)而給出的顯示。
作為用于這種反射型液晶顯示器中的反射體，如果采用表面為平的鏡面狀態(tài)的反射體，則在與入射角度相對應的特定反射角度呈現(xiàn)非常高的反射率，反射率較高的反射角度的范圍非常窄，即具有視場較窄的特性。由此，人們嘗試通過在反射體表面上，形成多個構成球面的一部分的凹部或槽，或設置任意的凹凸部，沿較寬范圍的方向，獲得良好的反射率。
作為在其中的反射體表面，設置構成球面的一部分的多個凹部的形式，人們提出有

圖15所示的反射體。在該圖所示形式的反射體71中，在由設置于例如玻璃等形成的基板72上的感光性樹脂層等構成的平板狀樹脂基體73(反射體用基體)的表面上，其內(nèi)面構成球面的一部分的多個凹部74重合地連續(xù)形成，在其上，通過蒸鍍或涂敷等方式，形成由例如鋁或銀等薄膜形成的反射膜75。
上述凹部74的深度為0.1～3μm的范圍內(nèi)的任意值的方式形成，相鄰的凹部74的間距也設定于5～50μm范圍內(nèi)的任意值。此外，凹部74的內(nèi)面分別形成構成單一球面的一部分的曲面。
另外，上述“凹部的深度”指從反射體表面到凹部的底部的距離，“相鄰的凹部的間距”指在從平面看時，呈圓形的凹部的中心之間的距離。
該反射體71具有圖7的比較例或圖12的β所示的反射特性。各圖為表示在入射角為30°時，縱軸為反射率(反射強度)，橫軸為反射角度的反射特性曲線的曲線圖。另外，如圖16所示，入射角度指與反射體71的表面相垂直的法線H與入射光J之間的夾度ω0。另外，反射角度指在包含上述法線H和入射光J的平面上，上述法線H與反射光K之間的夾度ω。如圖7的比較例或圖12中的β所示，反射體71以反射角度30°為中心，在15°≤ω≤45°的范圍內(nèi)，具有一定程度的良好的反射率。
上述現(xiàn)有反射體71因具有凹部，在較寬范圍的角度，獲得一定程度的良好的反射率。但是，如圖7的比較例或圖12中的β所示，在反射角度15°和45°形成左右的峰值，以反射角度30°為中心，左右對稱地具有反射強度較高的區(qū)域。
然而，裝配于筆記本電腦那樣的按照顯示面傾斜的方式使用的裝置中的顯示器也隨顯示面的傾斜的情況或光源的位置而不同，但是，如圖17所示，一般多數(shù)情況是沿接近顯示面的法線的方向進行觀看。圖17為說明使用具有主體81和蓋82的筆記本電腦的狀態(tài)圖，顯示器83設置于蓋81的內(nèi)面。在圖17中，P表示顯示器83的法線，Q表示入射光，ω0表示入射角度(例如30°)。另外，R1表示反射角度ω與入射角度ω0相等反射光，R2表示反射角度ω小于入射角度ω0的反射光，R3表示反射角度ω大于入射角度ω0的反射光。
從上述圖可知道，使用者的視線通常集中于接近法線P的反射光R2的方向。與此相對，反射光R3沿可從下方仰視顯示器83的方向，難于觀看到。于是，如果考慮到使用者的使用方便，人們希望在確保較寬視角的同時，進一步增加反射角度較小的方向的反射率。
與此相反，象臺式游戲機那樣，在觀看水平面上的顯示器，如圖18所示，多數(shù)情況是從接近與顯示面保持平行的方向的方向觀看。圖18為沿水平設置于臺84上的顯示器85的使用狀態(tài)的說明圖。在圖18中，W表示顯示器85的法線，S表示入射光，ω0表示入射角度(例如30°)。另外，T1表示反射角度ω與入射角度ω0相等反射光，T2表示反射角度ω小于入射角度ω0的反射光，T3表示反射角度ω大于入射角度ω0的反射光。
從圖可知道，使用者的視線通常集中在其反射角度大于反射光T1的反射光T3的方向。與此相對，反射光T2沿從上方俯視顯示器85的方向，難于觀看到。于是，考慮到使用者的使用方便，人們希望在確保較寬的視角的同時，進一步提高反射角度較大的方向的反射率。
本發(fā)明是為了上述問題而提出的，本發(fā)明的課題在于提供一種反射體，該反射體沿較寬范圍的角度，具有良好的反射率，并且有重點地提高小于入射角度的反射角度(包含負值)或大于入射角度的反射角度等沿所需方向的反射率。另外本發(fā)明的課題在于提供一種反射型液晶顯示器，該反射型液晶顯示器通過采用該反射體，具有較寬的視角，相對在沿傾斜或水平方向使用顯示面等特定的使用狀況的普通視場范圍，具有適合的指向性。
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種反射體，該反射體在具有于較寬視角范圍，抑制照入的光擴散性的同時，在特定視角范圍看上去特別明亮。另外本發(fā)明的目的在于提供一種采用該反射體的反射型液晶顯示器。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種反射體，其中在基體的表面上，形成具有光反射性的多個凹部，這些凹部分別按照下述方式形成，該方式為在凹部的一個側(cè)部，傾斜角為最大。在這里所說的“傾斜角”指曲面上的任意點的切面與基體表面之間的夾角的絕對值。
由于該反射體在基體的表面形成具有光反射性的多個凹部，這些凹部由曲面(凹面)形成，故基本上對入射光進行漫反射，具有在較寬的視角范圍，抑制照入的光擴散性。另外，由于這些凹部分別由在凹面的一個側(cè)部傾斜角最大的曲面形成，故與該側(cè)部相對的一側(cè)的斜面的傾斜度較緩，射入該凹部的光按照沿與具有最大傾斜角的上述側(cè)部相反的一側(cè)方向，光束密度增加的方式反射。于是，各凹部中的具有相應最大傾斜角的側(cè)面的方向均保持在一個方向，作為整個反射體，可在視角范圍(視場)內(nèi)，隨視角而使反射光量發(fā)生改變。
最好上述各凹部的凹面具有單一的極小點。在這里所說的“極小點”指傾斜角為零的曲面上的點，即在附近最深的點。
根據(jù)需要，上述凹部也可為例如使曲率不同的兩個球面重合的形狀，但是在這種情況下，由于極小點為兩個，光反射角不是連續(xù)地發(fā)生變化，故具有無法獲得平穩(wěn)地發(fā)生變化的反射角的情況。于是，為了使光的反射角平穩(wěn)地發(fā)生變化，最好上述凹部由具有單一的極小點，最大傾斜角偏向一個側(cè)面的非球面形成。
上述最大傾斜角(絕對值)可在2°～80°的范圍內(nèi)變化。特別是最好上述最大傾斜角在4°～35°的范圍內(nèi)變化。
最大傾斜角的選擇最好根據(jù)觀察者觀看液晶顯示器的角度而變化，但是其范圍最好在2°～80°的范圍內(nèi)。如果超過80°，則其側(cè)面的反射角過大，反射光的一部分越過反射型液晶顯示器的像素的邊框使視場變暗。當最大傾斜角小于2°時，則使反射光量的視場分布偏向一側(cè)的效果不夠，具有無法獲得在特定視角所需亮度的情況。在適合用于一般的臺式計算機或便攜式計算機等電子設備，如果考慮相對液晶顯示器的顯示面的觀察者的通常視角，則上述最大傾斜角(絕對值)最好在4°～35°的范圍內(nèi)。
上述多個凹部的深度最好在0.1～3μm的范圍內(nèi)無規(guī)律地形成。
當凹部的深度小于0.1μm時，光的散射效果不充分。如果超過3μm，則該深度的基體的厚度過大，對于制造方面以及制品方面均產(chǎn)生不利。如果無規(guī)律地形成多個凹部的深度，則防止常常在無規(guī)律地形成凹部深度的時候產(chǎn)生光的干涉而發(fā)生莫爾條紋，另外，減緩特定視角的反射光量的集中峰值，視場內(nèi)的反射光量平穩(wěn)地變化。
上述多個凹部最好按照無規(guī)律地相鄰的方式設置。
如果將凹部間隔開，由于凹部與凹部之間為平面，故平面反射增加，由于在有限的像素區(qū)域內(nèi)無法獲得足夠的漫反射效果，故最好凹部按照相互相鄰的方式形成。另外如果凹部按照有規(guī)律的方式排列而發(fā)生莫爾條紋，故最好凹部按照無規(guī)律的方式設置。
上述多個凹部最好按照具有相應凹部的最大傾斜角的側(cè)部沿特定方向取向的方式形成。
如果各凹部中的具有凹面的最大傾斜角的側(cè)部沿特定方向取向，則整個反射體的反射光量隨視角而變化。即，該反射體的反射光量具有視角依賴性。如果觀察者從反射光量高于其它的視角進行觀察，則與從其它方向觀察相比較，基體面看上去更加明亮。于是沿臺式計算機或便攜式計算機等電子設備中的實際視角，可以獲得畫面看上去更加明亮的反射型液晶顯示器。
本發(fā)明還提供一種安裝有上述任何一種反射體的反射型液晶顯示器。特別是上述反射體中的上述多個凹部最好按照具有相應凹面的最大傾斜角的側(cè)部沿一定方向取向的方式形成，并且該反射體按照下述方式安裝，該方式為具有相應凹面的最大傾斜角的側(cè)部沿遠離觀察者的視點的一側(cè)取向。
由于凹部在具有最大傾斜角的側(cè)部，反射角最大，故如果全部凹部的最大傾斜角的方向取遠離觀察者的一側(cè)，則獲得反射光量的分布沿靠近觀察者的方向較高，實際的視點明亮的畫面的反射型液晶顯示器。
此外，為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種反射體，其特征在于在反射體表面上形成多個凹部，上述凹部的內(nèi)面由作為相應半徑不同的兩個球面的一部分的周緣曲面，以及位于該周緣曲面圍繞的底曲面保持連續(xù)而形成的面形成，形成周緣曲面的球面半徑小于形成底曲面的球面半徑，從相應球面中心，與反射體表面垂直的法線位于相互不同的直線上。
按照該反射體，由于形成周緣曲面的球面半徑較小，獲得較寬范圍的傾斜角，故獲得足夠?qū)挼囊暯?。另外，由于位于與凹部的中心部稍稍錯開的底曲面為接近平面的曲線，故在凹部的內(nèi)面，特定的傾斜角的分布增加，其結(jié)果是，大于或小于入射角度的反射角度的反射率達到最高，在其方向達到峰值的附近的反射率也增加。
在這種情況下，最好從相應球面中心與反射體表面垂直的法線按照在0.1～10μm的范圍內(nèi)的間距間隔開。其原因在于如果上述間距小于0.1μm，則沒有適合的指向性，如果上述間距大于10μm，則正反射的反射強度顯著減小。另外，距各法線的距離越大，則入射角度和反射率達到最高的反射角度之間的差值越大。
還有，上述周緣曲面的傾斜角最好設定在10°～35°以及-35°～10°的范圍內(nèi)，上述底曲面的傾斜角設定在4°～17°以及-17°～-4°的范圍內(nèi)。其原因在于如果周緣曲面的傾斜角超出10°～35°以及-35°～-10°的范圍，則反射光的傾斜角擴大，反射強度降低，如果底曲面的傾斜角超出4°～17°以及-17°～-4°的范圍，則某個特定方向的反射率無法充分地提高。
再有，最好上述多個凹部的深度為在0.1～3μm的范圍內(nèi)的任意值。其原因在于如果上述深度小于0.1μm，則正反射過強，如果上述深度大于3μm，則當在后續(xù)步驟中，對凹部進行平整化處理時，無法通過平整化膜將凸部的表面填埋，無法獲得所需的反射特性。另外，如果不任意地確定深度，僅僅形成一定深度的凹部，則具有產(chǎn)生規(guī)律性，發(fā)生光的干涉色，使反射光帶有顏色的不利情況。
另外，如前面所述，上述的“凹部深度”指從反射體表面到凹部的底部的距離。另外，“凹部內(nèi)面的傾斜角”指當在凹部的內(nèi)面的任意位置取0.5μm寬度的微小范圍時，該微小范圍內(nèi)的斜面相對水平面的角度θ。對于該角度θ的正負，相對與反射體表面相垂直的法線，例如右側(cè)的斜面定義為正，左側(cè)的斜面定義為負。
對于各凹部的設置，也可按照相互間隔開的方式設置，但是最好它們按照相互保持連續(xù)的方式形成。由此，可有效地在整個反射體表面，設置凹部，這樣，可最大限度地發(fā)揮在通過凹部保持適合的指向性的同時，擴大視角的效果。
此外，作為另一種設置，上述多個凹部還可與多個槽一起形成于反射體表面上。由此，除了上述凹部的產(chǎn)生的上述效果以外，還可同時具有通過槽，擴大與槽相垂直的方向的視角的效果。在這種情況下，上述槽即可為直線狀也可為曲線狀。另外顯然，它們可按照任意的角度交叉。此外，凹部與槽分別按照相互的效果不消失的范圍內(nèi)的密度形成。
還有，本發(fā)明提供一種反射型液晶顯示器，其特征在于該裝置包括上述的反射體。另外，作為反射體的設置形式，還可為設置于液晶盒的外側(cè)的外置式，或設置于構成液晶盒的基板的內(nèi)面的內(nèi)置式中的任何一種。
本反射型液晶顯示器具有較寬的視角，并且具有適合的指向性。因此，在裝配到筆記本型計算機、游戲機、便攜式電話等特定裝置中，在使用者通常的視場范圍可確保足夠的亮度。
下面通過附圖對本發(fā)明的實施例進行具體描述，但是下述的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制。
圖1為表示第1實施例的反射體的局部的透視圖；圖2為表示第1實施例的一個凹部的透視圖；圖3為表示上述凹部的剖視圖；圖4為表示第1實施例的反射體的局部的剖視圖；圖5為表示第1實施例的一個凹部的剖視圖；圖6為表示第2實施例的反射型液晶顯示器的層結(jié)構的剖視圖；圖7為表示視角與反射率之間的關系的曲線圖；圖8為表示本發(fā)明的第3實施例的反射體的透視圖；圖9(a)和圖9(b)表示第3實施例的反射體的凹部4，其中圖9(a)為剖視圖，圖9(b)為平面圖；圖10(a)至圖10(f)為依次表示第3實施例的反射體的制造過程的工藝流程圖；圖11為表示用于形成第3實施例的反射體的母模的制造過程的圖，該圖表示通過金剛石壓頭按壓母模基體的狀態(tài)的圖；圖12為第3實施例的反射體與現(xiàn)有反射體的反射特性的比較數(shù)據(jù)；圖13為表示本發(fā)明的第4實施例的反射體的透視圖；圖14為表示本發(fā)明的第5實施例的反射型液晶顯示器的剖視圖；圖15為表示現(xiàn)有反射體的一個實例的透視圖；圖16為用于說明入射角度與反射角度的圖；圖17為用于說明設置于筆記本型計算機中的顯示器的使用狀態(tài)的圖；圖18為說明水平設置的顯示器的使用狀態(tài)的圖。
第1實施例圖1為表示第1實施例的反射體的圖。如圖1所示，在本實施例的反射體1中，在由例如鋁形成的平板狀基體2的外面(基準面H)上，按照無規(guī)律地相互鄰接的方式形成有多個具有光反射性的凹部3a，3b，3c，…(一般稱為“凹部3”)。
如圖2和圖3所示，這些凹部3具有從平面看呈圓形的凹面，該凹面為羹匙狀的非球面，在該非球面中，由圖中的D表示的最深點與上述從平面看呈圓形的中心O沿一個方向(Y方向)錯開，該非球面按照在一個側(cè)部A，傾斜角(曲面上的任意點的接平面P與基體外面H之間的夾角的絕對值)δ為最大，即為最大傾斜角δmax的方式形成。于是，在凹面中，與側(cè)部A，按照夾有中心O的方式相反側(cè)的側(cè)部B的傾斜角δb小于側(cè)部A的傾斜角(最大傾斜角δmax)。在本實施例的反射體中，凹部3a，3b，3c，…的相應最大傾斜角δmax無規(guī)律地分布在2°～80°的范圍內(nèi)。但是，多個凹部的最大傾斜角δmax無規(guī)律地分布在4°～35°的范圍內(nèi)。
另外，該凹部3中的凹面具有單一的極小點(傾斜角為零的曲面上的點)D。另外，該極小點D與基體的基準面H之間的距離形成凹部3的深度d，該深度d在凹部3a，3b，3c，…中，無規(guī)律地分布在0.1～3μm的范圍內(nèi)。
在本實施例中，在上述各凹部3a，3b，3c…中，如圖4所示，具有相應凹面的最大傾斜角δmax的側(cè)部A按照沿遠離觀察者的視點Ob的方向Y對齊的方式形成。
由于一般外部光從各種方向射入凹部3，在凹部3的曲面上，對應于入射點的傾斜角，沿各種方向反射，故反射光的整體在較寬的視角范圍內(nèi)擴散，但是，如圖5所示，例如注意從Oa方向射入的外部光，跟蹤其反射方向，則具有下述傾向，即在反射光中，更多的光偏離地匯聚在與具有最大傾斜角δmax的側(cè)部A相反的方向，即觀察者一側(cè)，圖5所示的W的范圍(看得清楚的范圍)。于是，如果將觀察者的視點Ob設置于該看得清楚的范圍W內(nèi)，與從另一方向觀察相比較，看上去更加明亮。該看得清楚的范圍W的擴大和方向可通過調(diào)整凹部的形狀和排列方向控制。
在本實施例的反射體中，由于各凹部由具有單一極小點的非球面形成，故光的反射角的變化平穩(wěn)，在特定的視角，沒有越晃眼反射光看上去越強的情況。
各凹部3a，3b，3c，…的最大傾斜角δmax在2°～80°的范圍內(nèi)，但其中多數(shù)情況是該傾角在4°～35°的范圍內(nèi)。于是，射入凹部的整個面的光在反射光不浪費的范圍內(nèi)，在較寬范圍內(nèi)散射，整個視場明亮，但是其中在特定的視角內(nèi)，大量的光偏離地反射，在該視角內(nèi)觀察時，看上去特別明亮。
由于凹部的深度在0.1～3μm的范圍內(nèi)無規(guī)律地形成，并且各凹部按照無規(guī)律鄰接的方式設置，故當裝配于反射型液晶顯示器中時，不產(chǎn)生莫爾條紋，另外使特定視角的反射光量的集中峰值減緩，視場內(nèi)的反射光量平穩(wěn)地變化。
第1實施例的反射體1不是特別限定的形式，其可按照下述方式制造。
首先，制作具有將上述凹部形狀轉(zhuǎn)換為凸面前端形狀的凸模(沖孔器)，使該凸模前端與鋁基體相對，在使凸模相對鋁基體的取向方向保持一定狀態(tài)，使沖切行程無規(guī)律地變化，并且使沖切間距無規(guī)律地變化，對鋁基體的整個規(guī)定區(qū)域的表面進行沖切。該沖切行程按照凹部的深度在規(guī)定范圍內(nèi)的方式調(diào)節(jié)。沖切間距按照不產(chǎn)生莫爾條紋的方式調(diào)節(jié)。
第2實施例第2實施例給出的是安裝有上述第1實施例的反射體1的反射型液晶顯示器的一個實例。
圖6為表示第2實施例的反射型液晶顯示器的層結(jié)構的剖視圖。
在圖6中，該反射型液晶顯示器中的，光透射性的顯示側(cè)基板20和光反射性的反射側(cè)基板10按照夾持液晶層30的方式相對設置。顯示側(cè)基板20的外側(cè)面為顯示面，在反射側(cè)基板10上裝配有第1實施例中給出的反射體1。
在反射側(cè)基板10中，從底層依次疊置有玻璃基板11，第1實施例的反射體1，透明介在層13，濾色層14，透明平整化層15，由銦錫氧化物(ITOIndium Tin Oxide)膜或透明導電膜等形成的透明電極16，以及取向?qū)?7，另外，在夾持液晶層30而與顯示面?zhèn)认鄬υO置的顯示側(cè)基板20中，從液晶層30側(cè)依次疊置有取向?qū)?1，絕緣層22，由銦錫氧化物膜或透明導電膜等形成的透明電極23，玻璃基板24，以及光學調(diào)制層(偏振片，相位差板等)25。
在該反射型液晶顯示器中，反射體1按照下述方式安裝，該方式為具有各凹部3a，3b，3c…的最大傾斜角的側(cè)部A的方向為遠離觀察者的視點Ob的一側(cè)(Y方向)。
另外，構成下述純矩陣型的液晶裝置，其中夾持液晶層30的透明電極16和透明電極23呈相互垂直的條帶狀，其交叉區(qū)域形成像素。
在本實施例的反射型液晶顯示器中，如果外部光射入顯示面，則入射光透過上述各透明層，到達反射體1的外面，通過反射體1的凹部3a，3b，3c…的曲面，按照較寬的角度反射，再次透過上述各透明層，從顯示面射出。由于該射出光在較寬的視角范圍內(nèi)散射，故其顯示面可從較寬的視角，在沒有光源照入的情況下觀察，但是當特別是從與取向方向Y相反的一側(cè)的視點Ob方向觀察時，畫面的亮度最大。
圖7表示下面情況的視角(θ°)與亮度(反射率值)之間的關系，該情況指按照30°的入射角(與顯示面相垂直的垂線與從視點Ob側(cè)照明的外部光的光軸之間的夾角)對本實施例的顯示面，照射外部光，視點Ob在垂線位置(0°)到60°的范圍內(nèi)振動。在圖7中，作為比較例，還表示使用過去采用的具有球面狀凹部反射體的反射型液晶顯示器的視角與反射率值之間的關系。
從圖7知道，在比較例中，當視角在約15°～約45°的范圍內(nèi)時，呈現(xiàn)基本均勻的反射率的情況相對，在第2實施例中，當視角在約15°～約45°的范圍內(nèi)，呈現(xiàn)可與比較例相比擬的反射率，并且存在以視角20°為中心，反射率特別高的峰值區(qū)域。當視角為20°時，第2實施例呈現(xiàn)比比較例約高10％的反射率。
由此，如果在臺式計算機或便攜式計算機等，從斜下方觀察顯示面較多的反射型液晶顯示器中裝配第1實施例的反射體1，則觀看性特別良好。
在第1實施例的反射體中，以從顯示面的斜下方的視點看特別明亮的方式，形成凹部的最大傾斜角的側(cè)部按照沿顯示面的上方方向(Y方向)對齊的方式取向，但是，凹部的取向方向不限定于上述情況，如果例如形成多個凹部的最大傾斜角的側(cè)部按照沿顯示面的左右方向適當分開的方式形成，則還可形成在包含顯示面的正面的左右方向的視角區(qū)域，看上去特別明亮的反射型液晶顯示器。
在圖6所示的第2實施例的反射型液晶顯示器中，反射體1是由獨立于透明電極16的層形成的，但是如果透明電極16本身由反射體1形成，并且透明電極16位于圖6的反射體1的位置，則該透明電極可同時用作反射體，使反射型液晶顯示器的層結(jié)構簡化。
此外，如果由例如半透明反射鏡這樣的半透明半反射性基體形成上述反射體，在液晶面板的背面設置照明板，則當外部光明亮時，變?yōu)榉瓷湫?，當外部較暗時，如果對上述照明板進行照明，則獲得可用作透射型的半透射半反射型液晶顯示器。該半透射半反射型液晶顯示器也包含于本發(fā)明中。
本發(fā)明的液晶驅(qū)動方式不是特定限定的形式，除了上述純矩陣型以外，其還可同樣適合用于采用薄膜晶體管或薄膜二極管的有源矩陣型，或分段型等。這些反射型液晶顯示器均包含于本發(fā)明中。
下面參照圖8至圖12，對本發(fā)明的第3實施例進行描述。圖8為表示本實施例的反射體的圖。如該圖所示，本實施例的反射體31為下述形式，其中在設置于由例如玻璃等形成的基板32上的感光性樹脂層等構成的平板狀樹脂基體33(反射體用基體)的表面上，按照重合的方式連續(xù)地形成其內(nèi)面為圖9(a)和圖9(b)所示的特定形狀的多個凹部34，在其上，通過蒸鍍或涂敷等方式，形成由例如鋁或銀等薄膜形成的反射膜35。
圖9(a)為凹部34的剖視圖，圖9(b)為平面圖。如該圖所示，各凹部34的內(nèi)面由周緣曲面34a，以及位于該周緣曲面34a圍繞的位置的底曲面34b形成。周緣曲面34a為以中心為O1，半徑為R1的球面的一部分。另外，底曲面34b為以中心為O2，半徑為R2的球面的一部分。從作為相應球面中心的O1與O2，與反射體31相垂直的法線分別位于相應直線L1，L2上。
相應半徑R1與R2處于R1＜R2的關系，并且在10μm≤R1≤70μm，20μm≤R2≤100μm的范圍內(nèi)變化。另外，在圖9(a)中，θ1表示周緣曲面34a的傾斜角，其在10°≤θ1≤35°和-35°≤θ1≤-10°的范圍內(nèi)變化。θ2表示周緣曲面34b的傾斜角，其在4°≤θ2≤17°和-17°≤θ2≤-4°的范圍內(nèi)變化。
另外，從平面方向看到的周緣曲面34a的半徑r和底曲面34b的半徑r2根據(jù)相應半徑R1，R2和傾斜角θ1，θ2確定。
凹部34的深度d針對每個凹部，在0.1～3μm的范圍內(nèi)，取任意的值。其原因在于如果凹部34的深度超過3μm，在后續(xù)步驟中對凹部34進行平整化處理，凸部的頂部無法通過平整化膜填埋，無法獲得所需的平整性，如果小于0.1μm，則正反射過強。
再次返回到圖8，對凹部34的設置等進行描述。相鄰的凹部34的間距在5～50μm的范圍內(nèi)任意地設定。其原因在于如果相鄰的凹部34的間距具有規(guī)律性，則具有產(chǎn)生光的干涉色，反射光帶有顏色的不利情況。另外，相鄰的凹部34的間距小于5μm，則具有下述問題，該問題指具有反射體形成用母模的制作受到限制，加工時間極長，不能夠形成剛好獲得所需的反射特性的形狀，產(chǎn)生干涉光等。此外，從采用可用于反射體形成用母模的制作的金剛石壓頭的實用觀點，最好相鄰的凹部34的間距在5～50μm的范圍內(nèi)。
上述結(jié)構的反射體的制造方法不是特別限定的，其可按下述方式制造。首先，如圖10(a)所示，將由例如黃銅，不銹鋼，工具鋼等形成的外面平整的平板狀母?；w37固定于軋制裝置的臺上。另外，反復多次進行下述操作，該操作指前端通過與圖9(a)和圖9(b)所示的凹部34相對應的特定形狀的金剛石壓頭38，按壓母模基體37的表面，使母?；w37沿水平方向移動，使金剛石壓頭38沿上下移動，對其進行按壓，由此，在母?；w37的表面上，軋制深度或排列間距不同的多個凹部37a，形成圖10(b)所示的反射體形成用母模39。
如圖11所示，在這里所采用的軋制裝置具有下述功能，即固定母?；w37的臺每次按照0.1μm的距離，沿水平面內(nèi)的X方向，Y方向移動金剛石壓頭38每次按照1μm的距離，沿垂直方向(Z方向)移動。另外，通過使X方向，Y方向的移動距離變化，改變相鄰的凹部的間距，通過使Z方向的移動距離變化，改變各凹部的深度。另外，在金剛石壓頭38的前端中，直徑R2的部分與中心軸偏離，在其稍上方，形成直徑R1的部分。
此后，如圖10(c)所示，將母模39接納，設置于箱型容器40中，使例如硅酮等樹脂材料41流入該容器40中，將其置于常溫下，使其硬化，從容器40中取出該硬化的樹脂制品，切除不要的部分，如圖10(d)所示，制作下述轉(zhuǎn)印模42，該轉(zhuǎn)移模42具有模面42a，該模面42a包括作為與構成母模39的模面的多個凹部相反的凹凸形狀的多個凸部。
接著，在玻璃基板的頂面上，通過旋轉(zhuǎn)涂敷法，絲網(wǎng)印刷法，吹付法等涂敷法，涂敷丙烯酸系光致抗蝕劑，聚苯乙烯系光致抗蝕劑，迭氮化物系光致抗蝕劑，酰亞胺系光致抗蝕劑等感光性樹脂液。另外，在涂敷結(jié)束后，通過加熱爐或加熱板等加熱裝置，在例如80～100℃的溫度范圍內(nèi)，進行對基板上的感光性樹脂液加熱1分鐘以上的預先焙烤，在基板上，形成作為樹脂基體33的感光性樹脂層。但是，由于預先焙烤條件隨所采用的感光性樹脂的種類而不同，故顯然也可按照上述范圍之外的溫度與時間進行處理。另外，最好在這里所形成的感光性樹脂層的膜厚在2～5μm的范圍內(nèi)。
此后，如圖10(e)所示，采用圖10(d)所示的轉(zhuǎn)印模42，在將該轉(zhuǎn)印模42的模面42a按壓在玻璃基板上的樹脂基體33上一定時間之后，從樹脂基體33上，拆下轉(zhuǎn)印模42。按照上述方式動作，如圖10(f)所示，在樹脂基體33的表面上，轉(zhuǎn)印轉(zhuǎn)印模模面42a的凸部，形成多個凹部34。另外，最好模壓時的按壓力選擇所采用的樹脂基體33的種類所具有的值，可例如形成在30～50kg/cm2的范圍內(nèi)的壓力。對于按壓時間，同樣最好選擇所采用的樹脂基體33的種類所具有的值，形成例如在30秒～10分鐘的時間。
然后，從透明的玻璃基板的內(nèi)面?zhèn)龋丈溆糜谑箻渲w33硬化的紫外線等光線，使樹脂基體33硬化。如果采用由上述種類的感光性樹脂層形成的樹脂基體33，在這里照射的紫外線等光線的強度大于50mJ/cm2，則使樹脂基體33充分地硬化，但是，顯然也可根據(jù)感光性樹脂層的種類，按照上述以外的強度進行照射。此外，采用與預先焙烤所采用的相同的加熱爐，加熱板等加熱裝置，進行在例如240℃對玻璃基板上的樹脂基體33加熱1分鐘以上的后焙烤，實現(xiàn)對玻璃基板上的樹脂基體33的焙烤。
最后，通過電子束蒸鍍等方式，在樹脂基體33的表面上，形成例如鋁薄膜，沿凹部的表面，形成反射膜31，由此制成本圖12的α為針對本實施例的反射體31在入射角為30°時(從圖2的右側(cè)方向射入)表示反射特性曲線的曲線圖，其中縱軸表示反射率(反射強度)，橫軸表示反射角度。按照上述方式，在本實施例的反射體1中，在凹部34的內(nèi)面，具有由半徑較小或球面的一部分形成的周緣曲面34a，提供絕對值較大的傾斜角的范圍，由此，在15°≤ω≤45°的較寬范圍內(nèi)具有良好的反射率。此外，由于不均勻地分布有由半徑較大的球面的一部分形成底曲面34b，即接近平整面的曲面，故提供特定范圍的傾斜角的內(nèi)面的比率增加。其結(jié)果是，相對沿以作為入射角的30°作為對象的方向的反射角30°，較小的反射角的反射率最高，以此方向為峰值的附近的反射率也增加。如果與已有技術的反射體51相比較，反射角為20°的反射率增加10％以上。
還有，雖然在圖中未示出中，但是從圖9(a)和圖9(b)的左側(cè)方向射入，相對沿以入射角的30°作為方向的反射角30°，較小的反射角的反射率最高，以此方向為峰值的附近的反射率也增加。
再有，按照上述制造方法，在制造反射體形成用的母模39時，由于使金剛石壓頭38沿上下運動，僅僅按壓母模37的表面，故金剛石壓頭38與母?；w37不相互摩擦。其結(jié)果是，確實將金剛石壓頭38的前端的表面狀態(tài)轉(zhuǎn)印到母模39一側(cè)，如果以壓頭38的前端為鏡面狀態(tài)，則母模39的凹部內(nèi)面，進而反射體的凹部內(nèi)面也可容易地處于鏡面狀態(tài)。
另外，與通過對聚酯等樹脂薄膜進行加熱而形成凹凸面的方法相比較，對凹部的深度，直徑，間距等尺寸，凹部內(nèi)面的表面狀態(tài)進行全面控制，通過采用高精度的軋制裝置，可基本上按照設計，形成反射體的凹部形狀。于是，如果采用本方法，所制作的反射體的反射角，反射效率等反射特性容易控制，可獲得所需的反射體。
此外，作為上述的制造方法，圖10(a)至圖10(f)所示的凹部的軋制圖形僅僅為正式的一個實例，顯然可適當?shù)剡M行設計變更。另外，就反射體用基體，母模用基體等各種基體的材料，轉(zhuǎn)印模的組成材料等，均可進行適當變換。
圖13為表示本發(fā)明的第4實施例的反射體的圖。如該圖所示，本實施例的反射體44為下述形式，其中在設置于由例如玻璃等形成的基板45上的感光性樹脂層等構成的平板狀樹脂基體46(反射體用基體)的表面上，形成條帶狀槽47，接著，任意地形成呈特定形狀的多個凹部48，在其上，通過蒸鍍或涂敷等方式形成由例如鋁或銀等薄膜形成的反射膜49。
在這里，凹部48與圖9(a)和圖9(b)所示的凹部34相同，其內(nèi)面由作為相應球面的一部分的周緣曲面，以及位于該周緣曲面圍繞的位置的底曲面形成。周緣曲面的半徑與底曲面的半徑的關系，相對相應球面中心，與反射體44的外面相垂直的法線位于同一直線上的方面等，各種條件均與針對上述凹部34所描述的相應內(nèi)容相同。
按照該第3實施例，除了具有可擴大凹部的視角，并且可具有適當?shù)闹赶蛐缘纳鲜鲂Ч酝猓€同時具有通過槽，擴大沿與槽垂直的方向的視角的效果。
下面對第5實施例的具有上述反射體的反射型液晶顯示器進行描述。
如圖14所示，在該反射型液晶顯示器中，在例如厚度為0.7mm的一對顯示側(cè)玻璃基板53和背面?zhèn)炔ＡЩ?4之間，設置液晶層55，在顯示側(cè)玻璃基板53的頂面?zhèn)?，設置由聚碳酸酯樹脂或多芳基化合物樹脂等形成的1塊相位差板56，另外在相位差板56的頂面?zhèn)龋O置第1偏振片57。此外，在背面?zhèn)炔ＡЩ?4的底面?zhèn)?，依次設置第2偏振片58，圖8所示的本實施例的反射體31。
反射體31按照形成凹部34的面相對的方式安裝于第2偏振片58的底面?zhèn)?，在?偏振片58與反射體31之間，填充有粘接體59，該粘接體59由不對丙三醇等光的折射率造成不利影響的材料形成。
在兩塊玻璃基板53，54的相對面?zhèn)?，分別形成由銦錫氧化物(ITO)等形成的透明電極層60，61，在透明電極層60，61上，分別設置由聚酰亞胺樹脂等形成取向膜62，63。由于這些取向膜62，63等關系，液晶層55中的液晶按照240°扭轉(zhuǎn)的方式設置。
還有，由于在上述背面?zhèn)炔ＡЩ?4與透明電極層61之間，通過涂敷等方式形成圖中未示出的濾色層，故還可使該液晶顯示器實現(xiàn)彩色顯示。
在本實施例的液晶顯示器中，按照上述方式，由于反射體31本身在較寬的反射角度，具有較高的反射率和適當?shù)闹赶蛐?，故可形成以使用者通常觀看顯示面的方向為中心，同時具有較寬的視角和充分的亮度的顯示面。
再有，在本實施例的反射型液晶顯示器中，對設置反射體于第2偏振片的外側(cè)的，所謂的外置式的反射體的實例進行了描述，但是也可象上述第2實施例那樣，將其設置于背面?zhèn)炔ＡЩ宓南鄬γ鎮(zhèn)?，形成?nèi)置式。另外，作為液晶顯示器的實例，對STN方式進行描述，但是顯然，本發(fā)明的反射體也可適合于將液晶層的液晶分子的扭轉(zhuǎn)角設定為90°的TN(TwistedNematic)方式的液晶顯示器。
由于本發(fā)明的反射體中的多個凹部按照在凹面的一個側(cè)部和其相反的側(cè)部，傾斜角不同的方式形成，故對入射光進行漫反射，具有在較寬的視角范圍內(nèi)抑制照入的光擴散性，并且可在視場內(nèi)根據(jù)視角，使反射光量變化。
安裝有本發(fā)明的反射體的反射型液晶顯示器在較寬的視角范圍抑制照入，并且當從特定的視角觀察顯示面時，特別是看上去明亮的觀看性得到改善。
權利要求
1.一種反射體，其特征在于在基體的表面上，形成具有光反射性的多個凹部，這些凹部分別按照下述方式形成，該方式為在凹部的一個側(cè)部，傾斜角(曲面上的任意點的切平面與基體表面之間的夾角的絕對值)為最大。
2.根據(jù)權利要求1所述的反射體，其特征在于上述各凹部的凹面具有單一的極小點(傾斜角為零的曲面上的點)。
3.根據(jù)權利要求1所述的反射體，其特征在于上述最大傾斜角(絕對值)在2°～80°的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述的反射體，其特征在于上述最大傾斜角在4°～35°的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求1所述的反射體，其特征在于上述多個凹部的深度在0.1～3μm的范圍內(nèi)無規(guī)律地形成。
6.根據(jù)權利要求1所述的反射體，其特征在于上述多個凹部按照無規(guī)律地相鄰的方式設置。
7.根據(jù)權利要求1所述的反射體，其特征在于上述多個凹部按照具有相應凹部的最大傾斜角的側(cè)部沿特定方向取向的方式形成。
8.一種反射型液晶顯示器，其特征在于該裝置安裝有權利要求1所述的反射體。
9.根據(jù)權利要求8所述的反射型液晶顯示器，其特征在于上述反射體中的上述多個凹部按照具有相應凹面的最大傾斜角的側(cè)部沿一定方向取向的方式形成，并且該反射體按照下述方式安裝，該方式為具有相應凹面的最大傾斜角的側(cè)部沿遠離觀察者的視點的一側(cè)取向。
10.一種反射體，其特征在于在反射體表面上，形成多個凹部，上述凹部的內(nèi)面由作為相應半徑不同的兩個球面的一部分的周緣曲面，以及位于該周緣曲面圍繞的底曲面保持連續(xù)而形成的面形成，形成周緣曲面的球面半徑小于形成底曲面的球面半徑，從相應球面中心與反射體表面垂直的法線位于相互不同的直線上。
11.根據(jù)權利要求10所述的反射體，其特征在于從相應球面中心與反射體表面垂直的法線按照在0.1～10μm的范圍內(nèi)的間距間隔開。
12.根據(jù)權利要求10所述的反射體，其特征在于上述周緣曲面的傾斜角設定在10°～35°以及-35°～-10°的范圍內(nèi)，上述底曲面的傾斜角設定在4°～17°以及-17°～-4°的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求10所述的反射體，其特征在于上述多個凹部的深度為在0.1～3μm的范圍內(nèi)的任意值。
14.根據(jù)權利要求10所述的反射體，其特征在于上述多個凹部按照相互保持連續(xù)的方式形成。
15.根據(jù)權利要求10所述的反射體，其特征在于上述多個凹部與多個槽一起形成于反射體表面上。
16.一種反射型液晶顯示器，其特征在于該裝置包括下述反射體，即在該反射體表面上，形成多個凹部，上述凹部的內(nèi)面由作為相應半徑不同的兩個球面的一部分的周緣曲面及位于該周緣曲面圍繞的底曲面保持連續(xù)而形成的面形成，形成周緣曲面的球面半徑小于形成底曲面的球面半徑，從相應球面中心與反射體表面垂直的法線位于相互不同的直線上。
全文摘要
一種反射體及采用該反射體的反射型液晶顯示器。該反射體包括以下述方式形成的多個光反射性凹部,即在凹部一側(cè)傾斜角最大,各凹部按照具有最大傾斜角的側(cè)部方向沿遠離視點(Ob)的一側(cè)形成。在反射體表面有多個凹部,凹部內(nèi)面由兩個半徑不同的部分球面的周緣曲面及圍繞周緣曲面的底曲面形成的面形成,周緣曲面的球面半徑小于底曲面的球面半徑,相應球面中心與反射體垂直的法線在不同的直線上。另外反射型液晶顯示器具有該反射體。
文檔編號G02B5/02GK1331464SQ0111991
公開日2002年1月16日 申請日期2001年6月29日 優(yōu)先權日2000年7月3日
發(fā)明者吉井克昌, 森池達哉, 表研次, 鹿野滿 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社