JPH1138213A - 反射体および反射型液晶表示装置 - Google Patents
反射体および反射型液晶表示装置Info
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Abstract
面が明るい反射型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 この反射型液晶表示装置に備えられた反
射体1は、純アルミニウム等の金属材料からなる基板2
の表面に各溝の溝幅が等しい湾曲溝3が多数連設されて
いる。また、これら湾曲溝3に直交する方向に延びる多
数の直線溝を設けることもできる。
Description
高い反射効率を有する反射体、およびその反射体を用い
た反射型液晶表示装置に関するものである。
どの表示部として、特に消費電力が小さいことから反射
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備えられている。そして、従来
の反射板には、表面が鏡面状態とされた反射板や表面に
ランダムな凹凸が形成された反射板が用いられていた。
このうち、図7に示すように、ランダムな凹凸面を備え
た従来の反射板60は、例えば厚さ300ないし500
μmのポリエステルフィルム61を加熱することによっ
てその表面に高さが数μmの凹凸からなる凹凸面61a
を形成し、さらに凹凸面61a上に蒸着等の方法を用い
てアルミニウムや銀等からなる反射膜62を成膜するこ
とにより形成したものである。
液晶表示装置は、図8に示すように、一対のガラス基板
51、52の各々の対向面側に透明電極層53、54を
設け、さらにこれら透明電極層53、54の各々の上に
液晶の配向膜55、56を設け、これら配向膜55、5
6間に液晶層57を配設した構成となっている。そし
て、ガラス基板51、52の外側にそれぞれ第1、第2
の偏光板58、59を設け、第2の偏光板59の外側に
は反射板60を反射膜62側の面を第2の偏光板59側
に向けて取り付けている。
て、第1の偏光板58に入射した光はこの偏光板58に
よって直線偏光され、偏光された光が液晶層57を透過
することによって楕円偏光される。そして、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を透過して第1の偏光
板58から出射する。
における入射光に対する反射特性に関しては、以下のよ
うなことが言える。図7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
表面に対する法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度から60度に変化さ
せた場合の反射率を測定すると、反射角度30度での反
射率約1100%をピークとして左右の反射角度20度
以下及び40度以上では反射率がほぼ最低となることが
わかった。そして、反射板単独での測定のみならず、こ
の反射板を備えた液晶表示装置として測定してもこの傾
向は同様であって、反射角度30度での反射率約100
%をピークとして反射角度23度以下ないし37度以上
の範囲でほぼ0%に低下することが判明した。
に関しては、一般に、表面にランダムな凹凸を持つ反射
板と比較して、入射角度に対する特定の反射角度におい
て非常に高い反射率を示す。しかしながら、反射率の高
い反射角度の範囲が極めて狭い、すなわち視野角が狭い
という特性を持っている。
ダムな凹凸反射面を持つ従来の反射板は、反射効率が悪
いために全体に反射率が低く、入射光をより広範囲の反
射角度で反射させるという反射板のニーズに充分に応え
ることができなかった。したがって、この種の反射板を
用いた反射型液晶表示装置は、視野角が約25ないし3
5度の範囲と狭く、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。
に直線状に延びる多数のストライプ溝を形成した反射板
が提案されている。しかしながら、この反射板の場合、
ストライプ溝に垂直な方向に関しては、ある範囲の反射
角度に関しては所望の明るさが得られるものの反射角度
範囲が狭く、さらに、ストライプ溝に垂直な方向以外の
方向に関しては、反射率がそもそも低い上に反射角度も
極めて狭いものであった。したがって、この種の反射板
を液晶表示装置に適用したところで、特にストライプ溝
に平行な方向において、視野角が狭い、表示面の明るさ
が充分に得られない、といった上記の問題が解決できな
かった。
されたものであって、広範囲の反射角度を持ち、反射効
率の向上を図ることができる反射体、並びにそのような
反射体を用いることでいずれの方向においても視野角が
広く、表示面が明るい反射型液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
めに、本発明の反射体は、表面に平面的に湾曲した形状
を持つ多数の溝を連設した構成とした。この反射体にお
いては、溝に直交する方向から光が入射した場合、その
光が当たる面が湾曲しているため、溝が直線状である場
合に比べて光の反射角度をより広げることができる。
いう)の湾曲半径Rは、適用する液晶表示装置の表示画
面の大きさによって適宜設定することができる。例え
ば、大きさが2ないし4インチの画面では20mm≦R
≦100mm、大きさが4ないし7インチの画面では1
00mm≦R≦300mmとすることが望ましい。その
理由は、湾曲半径Rが小さすぎると画面正面からの光を
有効に利用できず、Rが大きすぎると周囲からの光の集
光効率が低くなってしまうからである。湾曲溝の溝深さ
は、湾曲溝の内曲面の半径の1ないし3%とすることが
望ましい。その理由は、1%未満であると湾曲溝内曲面
の水平面に対する傾斜角度が小さくなるので、正反射に
近い反射特性となり、湾曲溝に直交する方向から入射す
る光に対する反射特性を改善することができず、また、
3%を越えると有効視野角に光を集光できなくなるから
である。湾曲溝の溝幅wは、25μm≦w≦75μmと
することが望ましい。その理由は、幅wが25μm未満
では湾曲溝を等幅に形成した場合に干渉色が見え、75
μmを越えると溝の稜線部による縞模様が目視されてし
まうからである。
交差する直線状の多数の溝を連設してもよい。この直線
状の溝(以下、直線溝という)を設けた場合には、湾曲
溝に沿った方向から入射した光が直線溝の部分で広範囲
に反射するため、湾曲溝に直交する方向に加えて湾曲溝
に沿った方向からの入射光に対しても光の反射角度を広
げることができる。なお、これら多数の直線溝は放射状
に設けてもよいし、各々が平行に延びるように設けても
よい。
の溝幅は、湾曲溝の溝幅wの30%以下であることが望
ましい。その理由は、直線溝の溝幅が湾曲溝の溝幅wの
30%を越えると直線溝の反射特性が支配的になりすぎ
て湾曲溝の傾斜面の形状効果が薄れ、光が有効範囲に効
率良く集光しなくなるからである。直線溝の溝深さは、
直線溝の内曲面の半径の1ないし3%とするのが望まし
い。その理由は、1%未満であると水平面に対する直線
溝内曲面の傾斜角度が小さくなって湾曲溝に沿った方向
から入射する光に対する反射特性を改善することができ
ず、また、3%を越えると乱反射するようになって有効
視野角に光を効率良く集光できなくなるからである。直
線溝間の間隔は、直線溝の溝幅の1.1ないし3倍とす
ることが望ましい。その理由は、1.1倍未満であると
接近した直線溝を形成する際の塑性変形によって直線溝
の形状が歪んでしまい、所望の反射特性が得られず、ま
た、3倍を越えると直線溝の間隔が開きすぎるため湾曲
溝の反射特性が支配的になりすぎ、湾曲溝に沿った方向
から入射する光に対する反射特性を改善することができ
ないからである。
記のような反射体、すなわち表面に平面的に湾曲した形
状を持つ多数の溝を連設した反射体を備えたことを特徴
とするものである。なお、この反射体は、外付け型また
は内蔵型のいずれのタイプであってもよい。本発明の反
射型液晶表示装置によれば、上述したように、反射体自
体が高い反射効率と広範囲の反射方向を持っているた
め、従来の反射型液晶表示装置に比べていずれの方向に
おいても視野角が広がり、表示面を全体的に明るくする
ことができる。
形態の反射体を図面に基づいて説明する。図1は本実施
の形態の反射体を示す図である。この図に示すように、
本実施の形態の反射体1は、例えば純アルミニウム等の
金属材料からなる基板2の表面に各溝の溝幅および溝深
さが等しい湾曲溝3が多数連設されたものである。
晶表示装置の表示画面の大きさにより適宜設定すること
ができる。例えば、大きさが2ないし4インチの画面に
おいては20mm≦R≦100mm、大きさが4ないし
7インチの画面においては100mm≦R≦300mm
とすることが望ましい。湾曲半径Rが小さすぎると画面
正面からの光を有効に利用できず、Rが大きすぎると周
囲からの光の集光効率が低くなってしまうからである。
湾曲溝3の溝深さは、湾曲溝3の内曲面の半径の1ない
し3%とすることが望ましい。1%未満であると湾曲溝
3の内曲面の水平面に対する傾斜角度が小さくなるの
で、正反射に近い反射特性となり、湾曲溝3に直交する
方向から入射する光に対する反射特性を改善することが
できず、また、3%を越えると有効視野角に光を集光で
きなくなるからである。湾曲溝3の溝幅wは、25μm
≦w≦75μmとすることが望ましい。幅wが25μm
未満では湾曲溝3を等幅に形成した場合に干渉色が見
え、75μmを越えると湾曲溝3の稜線部による縞模様
が目視されてしまうからである。
ず、純アルミニウム製のドーナツ状の円板からなる基板
2を回転テーブルの上に置いて回転させつつ、基板2表
面の外周部にバイトを押し付けながら基板2の回転中心
に向けて移動させて基板2の表面を切削加工する。この
ようにして、基板2表面に渦巻状の湾曲溝3を形成す
る。そして、この円板から矩形状の板を切り出すことに
よって、本実施の形態の反射体1が得られる。
する方向から光が入射した場合、その入射光が当たる反
射面が湾曲しているため、表面が鏡面状態またはランダ
ムな凹凸が形成された従来の反射板に比べて光の反射角
度をより広いものとすることができる。
射体を図面に基づいて説明する。図2は本実施の形態の
反射体を示す図である。この図に示すように、本実施の
形態の反射体5は、例えば純アルミニウム等の金属材料
からなる基板6の表面に、各溝の溝幅および溝深さが等
しい湾曲溝7が多数連設され、さらに各溝の溝幅、溝深
さおよび溝間の間隔が等しい直線溝8がこれら湾曲溝7
と直交するように放射状に多数連設されたものである。
の好ましい範囲は、第1の実施の形態の項で述べたとお
りである。一方、直線溝8に関しては、溝幅が湾曲溝の
溝幅wの30%以下であることが望ましい。直線溝8の
溝幅が湾曲溝7の溝幅wの30%を越えると直線溝8の
反射特性が支配的になりすぎて湾曲溝7の傾斜面の形状
効果が薄れ、光が有効範囲に効率良く集光しなくなるか
らである。直線溝8の溝深さは、直線溝8の内曲面の半
径の1ないし3%とするのが望ましい。1%未満である
と水平面に対する直線溝8の内曲面の傾斜角度が小さく
なって湾曲溝7に沿った方向から入射する光に対する反
射特性を改善することができず、また、3%を越えると
乱反射するようになって有効視野角に光を効率良く集光
できなくなるからである。直線溝8間の間隔は、直線溝
8の溝幅の1.1ないし3倍とすることが望ましい。
1.1倍未満であると接近した直線溝8を形成する際の
塑性変形によって直線溝8の形状が歪んでしまい、所望
の反射特性が得られず、また、3倍を越えると湾曲溝7
の反射特性が支配的になりすぎ、湾曲溝7に沿った方向
から入射する光に対する反射特性を改善することができ
ないからである。
ず、純アルミニウム製のドーナツ状の円板からなる基板
6を回転テーブルの上に置いて回転させつつ、基板6表
面の外周部にバイトを押し付けながら基板6の回転中心
に向けて移動させて基板6表面を切削加工し、基板6表
面に渦巻状の湾曲溝7を形成する。次に、湾曲溝7を形
成した基板6表面の内周部にダイヤモンドからなる圧子
を一定荷重で押し付けながら、この圧子を基板6中心か
ら半径方向に延びる直線に沿って外周部に向けて移動さ
せ、基板6表面に塑性変形を与えつつ湾曲溝7に直交す
る直線溝8を形成する。続いて、基板6中心を通る上記
直線と所定角度をなす直線に沿って、上記の直線溝8を
形成するのと同様の方法で別の直線溝8を形成し、以下
これと同様にして直線溝8の形成を繰り返す。最後に、
この円板から矩形状の板を切り出すことによって、本実
施の形態の反射体5が得られる。
態の反射体と同様、湾曲溝7に直交する方向からの入射
光に対する反射角度が広がるという効果を奏することが
できる。さらに、本実施の形態の場合、その効果に加え
て、湾曲溝7に沿った方向から入射した光が直線溝8の
部分で広範囲に反射し、湾曲溝7に沿った方向からの入
射光に対しても光の反射角度を広げることができる。
を放射状に設けた例を示したが、各直線溝が平行に延び
るようにしてもよい。また、上記第1、第2の実施の形
態においては、湾曲溝や直線溝の溝幅、溝深さ、溝間隔
が全て等しいものとして説明したが、この構成に限るこ
となく、湾曲溝、直線溝それぞれにおいて各溝の溝幅、
溝深さ、溝間隔が上述した好ましい数値範囲内で異なる
ものであってもよい。
面に多数の湾曲溝や直線溝を形成したアルミニウム板を
そのまま反射体として使用する例であったが、この形態
に代えて、次のような構成としてもよい。まず、任意の
金属板の表面に上記と同様の方法を用いて多数の湾曲溝
または直線溝を形成する。そして、この金属板を母型と
し、その溝を形成した面の上にシリコーン等の樹脂材料
を流し込み硬化させることによって、母型の型面と逆の
凹凸形状を持つ転写型を作成する。その後、この転写型
の型面を反射体用の樹脂材料からなる樹脂基材の表面に
押し付け、樹脂基材の表面に母型の型面と同様の湾曲溝
または直線溝を転写する。最後に、溝を形成した樹脂基
材の表面にアルミニウム等を成膜して反射膜とすること
により、反射体が得られる。この反射体を用いてもよ
い。
(Super Twisted Nematic )方式の反射型液晶表示装置
について説明する。図3に示すように、この反射型液晶
表示装置は、例えば厚さ0.7mmの一対の表示側ガラ
ス基板13と背面側ガラス基板14との間に液晶層15
を設け、表示側ガラス基板13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等からなる1枚の位相差
板16を設け、さらに位相差板16の上面側に第1の偏
光板17を配設している。また、背面側ガラス基板14
の下面側には、第2の偏光板18および図1または図2
に示した板状の反射体1または5を順次設けている。
下面側に溝を形成した面が対向するように積層され、第
2の偏光板18と反射体1または5との間に、グリセリ
ン等の光の屈折率に悪影響を与えることのない材料から
なる粘着体19が充填されている。両ガラス基板13、
14の対向面側にはITO(インジウムスズ酸化物)等
からなる透明電極層20、21がそれぞれ形成され、透
明電極層20、21上にポリイミド樹脂等からなる配向
膜22、23がそれぞれ設けられている。これら配向膜
等の関係により液晶層15中の液晶は240度捻れた配
置となっている。
極層21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り、この液晶表示装置をカラー
表示できるようにしてもよい。
上述したように、反射体1または5自体が入射光の反射
角度が広く、反射効率が高いという特性を持っているた
め、使用者が表示面をいずれの方向から視認した場合に
おいても、従来の液晶表示装置に比べて視野角が広が
り、明るい表示面とすることができる。
では、反射板を第2の偏光板の外側に配設する、いわゆ
る外付けの反射板とする例を説明したが、内蔵型として
もよい。また、液晶表示装置の例としてSTN方式のも
ので説明したが、液晶層の液晶分子の捻れ角を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。
明した湾曲溝を備えた反射体、湾曲溝と直線溝を兼ね備
えた反射体をそれぞれ用いて実際に反射特性を評価した
結果について説明する。 (実施例1)実施例1は、第1の実施の形態として示し
た、表面に湾曲溝のみを備えた反射体の例である。反射
体の基材となる純アルミニウム材として、外形200m
m、内径110mmのドーナツ状の円板を用いた。これ
を回転テーブル上に置いて回転させつつ、半径100μ
mのバイトを用いて円板表面を切削加工し、渦巻状の湾
曲溝を形成した。そして、この円板から一辺30mmの
正方形状の板を切り出し、実施例1の反射体を得た。こ
の反射体は、湾曲溝の湾曲半径が60ないし100m
m、溝幅が45ないし55μm、溝深さが3.0ないし
3.4μmを有するものである。
態として示した、表面に湾曲溝と直線溝を備えた反射体
の例である。反射体の基材として用いた純アルミニウム
製円板、湾曲溝形成に用いたバイトは、実施例1で用い
たものと同一である。そして、これらを用いて円板表面
に湾曲溝を形成した後、先端半径8μmのダイヤモンド
からなる圧子を用いて円板表面に湾曲溝に直交する直線
溝を形成した。次いで、この直線溝の形成を繰り返した
後、この円板から一辺30mmの正方形状の板を切り出
し、実施例2の反射体を得た。この反射体は、実施例1
と同様、湾曲溝の湾曲半径が60ないし100mm、湾
曲溝の溝幅が45ないし55μm、湾曲溝の溝深さが
3.0ないし3.4μmであり、直線溝の溝幅が5ない
し6μm、直線溝の溝深さが0.4ないし0.6μm、
直線溝の溝間の幅が湾曲半径60mmの湾曲溝の位置で
6.5ないし7.5μm、湾曲半径100mmの湾曲幅
の位置で13ないし15μmを有するものである。
実施例2の各反射体に対して、湾曲溝に直交する方向お
よび湾曲溝に沿う方向それぞれにおける反射特性を示し
たのが図4および図5である。これらの図は縦軸を反射
率(反射強度)、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、図における反射特性曲線は、図6に
示したように、反射体上に配置した点光源からの入射光
L0 を、反射膜表面に立てた法線Hと反射特性を測定す
るための入射光線とを含む面内で上記法線Hから見た入
射角度θ0 が30度となるように入射させたとき、反射
光Lの反射角度θを0から60度に変化させた場合の反
射率をプロットしたものである。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。
0度」と示した角度は、図6に示したように、反射体の
表面に立てた法線Hと湾曲溝に垂直な直線とを含む面
と、上記法線Hと反射特性を測定するための入射光線L
0 とを含む面とがなす角度ψのことである。したがっ
て、0度の特性曲線(実線で示す)は、湾曲溝に直交す
る方向から法線に対する入射角度θ0 =30度で入射す
る光に対する反射特性を測定したものであり、90度の
特性曲線(破線で示す)は、湾曲溝の接線方向から法線
に対する入射角度θ0 =30度で入射する光に対する反
射特性を測定したものである。
合、図4に示すように、湾曲溝に直交する方向からの入
射光に対する反射特性(0度の反射特性曲線で示す)は
反射角度が0度から50度の広い範囲にわたっていくつ
ものピークを持ち、この範囲で500%以上の反射強度
が確保できたが、湾曲溝に沿う方向からの入射光に対す
る反射特性(90度の反射特性曲線)は従来と同様、反
射角度30度を中心とした狭いピークしか得られなかっ
た。これに対して、湾曲溝と直線溝を有する実施例2の
反射体の場合、図5に示すように、湾曲溝に直交する方
向からの入射光、湾曲溝に沿う方向からの入射光のいず
れの反射特性も、反射強度は500%以下とそれ程高く
はないものの、反射角度が0度から50度の範囲にわた
ってある程度の反射強度が広く分布する特性を得ること
ができた。
表面に設ける溝を湾曲させることによってこの溝に直交
する方向からの入射光に対する反射特性を改善すること
ができ、さらに直線溝を付加することによって湾曲溝に
沿う方向からの入射光に対する反射特性をも改善するこ
とができ、その結果、本発明の反射体によれば、あらゆ
る方向からの入射光に対する反射特性が向上することが
実証された。
反射体においては、反射体表面に湾曲溝を設けたことに
より、溝に直交する方向から光が入射した際にその光の
反射角度をより広げることができる。また、上記湾曲溝
に加えて直線溝を設けた場合には、湾曲溝に沿った方向
から入射した光が直線溝の部分で広範囲に反射し、湾曲
溝に直交する方向に加えて湾曲溝に沿った方向からの入
射光に対しても光の反射角度を広げることができる。し
たがって、本発明の反射型液晶表示装置によれば、反射
体自体が高い反射効率と広範囲の反射方向を持っている
ため、従来の反射型液晶表示装置に比べていずれの方向
においても視野角が広がり、表示面を全体的に明るくす
ることができる。
す斜視図である。
す斜視図である。
形態を示す断面図である。
示すグラフである。
フである。
明するための図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 表面に平面的に湾曲した形状を持つ多数
の溝が連設されたことを特徴とする反射体。 - 【請求項2】 前記湾曲した形状を持つ多数の溝と交差
する直線状の多数の溝が連設されたことを特徴とする請
求項1に記載の反射体。 - 【請求項3】 請求項1に記載の反射体を備えたことを
特徴とする反射型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19464397A JP3623341B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 反射体および反射型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19464397A JP3623341B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 反射体および反射型液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138213A true JPH1138213A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3623341B2 JP3623341B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=16327934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19464397A Expired - Fee Related JP3623341B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 反射体および反射型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3623341B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317599A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Sony Corp | 反射板及び液晶表示装置 |
| US8579492B2 (en) | 2001-08-03 | 2013-11-12 | 3M Innovative Properties Company | Optical film having microreplicated structures and methods |
| CN116068801A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-05-05 | 深圳市易快来科技股份有限公司 | 一种高反射率彩色反射式液晶显示屏及反射显示方法 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19464397A patent/JP3623341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8579492B2 (en) | 2001-08-03 | 2013-11-12 | 3M Innovative Properties Company | Optical film having microreplicated structures and methods |
| JP2006317599A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Sony Corp | 反射板及び液晶表示装置 |
| CN116068801A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-05-05 | 深圳市易快来科技股份有限公司 | 一种高反射率彩色反射式液晶显示屏及反射显示方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3623341B2 (ja) | 2005-02-23 |
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