專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在通過把液晶層設(shè)置在對向的一對透明基板之間而構(gòu)成的液晶單元的外面?zhèn)壬吓渲梅瓷潴w的外置型液晶顯示裝置，具體是通過使液晶單元帶有光散射性而提高可視性的液晶顯示裝置。
圖4是表示一例具有在表面上形成有凹凸面的反射體的以往的反射型液晶顯示裝置的示意剖面圖。此例的液晶顯示裝置200具有液晶單元220和配置在液晶單元220前面(圖中的上面)上的前光燈210。
此例的前光燈210由導(dǎo)光板212和由配置在導(dǎo)光板212側(cè)端面212a上的冷陰極管等構(gòu)成的光源213構(gòu)成。導(dǎo)光板212的下面(液晶單元220側(cè)的面)是射出光的出射面212b，該出射面212b對面?zhèn)鹊拿?導(dǎo)光板212上面)為把在導(dǎo)光板212內(nèi)傳導(dǎo)的光的光路改變?yōu)槌虺錾涿?12b方向的棱鏡面212c。
液晶單元220具有用密封材料把在中間夾有液晶層223的相互對向的第1基板221和第2基板222結(jié)合成一體的結(jié)構(gòu)，在第1基板221及第2基板222的液晶層223側(cè)(內(nèi)面?zhèn)?上分別設(shè)有顯示電路226、227。另外，在第1基板221的液晶層223的反對側(cè)(外面?zhèn)?上通過粘接層231設(shè)置有反射體230。反射體230由其一面形成凹凸面的反射體基板228和形成在反射體基板228的凹凸面上的反射層229構(gòu)成，并把反射層229配置在第1基板221側(cè)。
在上述構(gòu)成的液晶顯示裝置200中，在點(diǎn)亮前光燈210時，從光源213射出的光經(jīng)過在導(dǎo)光板212內(nèi)部的傳導(dǎo)，從出射面212b射出。從該出射面212b射出的光作為照明光射入到液晶單元220，然后順序地通過第2基板222、顯示電路226、液晶層223、顯示電路227、第1基板221及粘接層231在反射層229上形成反射。該反射光被反射回液晶單元220的外側(cè)(前光燈210側(cè))，通過前光燈210的出射面212b、棱鏡面212c到達(dá)觀察者。從而使觀察者能夠觀察到液晶單元220的顯示。
另外，在不點(diǎn)亮前光燈210而利用太陽光進(jìn)行顯示的情況下，太陽光通過前光燈210的棱鏡面212c及出射面212b照射在液晶單元220上，然后與上述相同地在反射層229上形成反射，使反射光到達(dá)觀察者。
但是，在配置有這樣的在反射面上具有凹凸的反射體的反射型液晶顯示裝置中，雖然為了盡量實(shí)現(xiàn)明亮顯示，通過在反射面上形成微細(xì)的凹凸來調(diào)節(jié)反射光的角度，并且甚至通過控制凹凸的形狀，控制反射光的方向性等，進(jìn)行了各種設(shè)計(jì)開發(fā)，但是盡管在反射面上形成微細(xì)凹凸可提高反射光的可控制性，卻在強(qiáng)太陽光下容易發(fā)生分光，所以存在著在顯示畫面上出現(xiàn)彩虹狀圖案、影響其可視性的問題。
為了解決上述的問題，本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征是，把一對透明基板相對配置，在中間夾入液晶層，把一方的透明基板的外面作成具有光散射性的光散射面，把在反射面上形成有凹凸的反射體設(shè)置在所述光散射面上，使所述反射面位于所述光散射面?zhèn)取?br> 根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于在反射面與液晶層之間設(shè)有光散射面，所以在反射體的反射面上形成反射的光即使因反射面上的凹凸產(chǎn)生分光，由于在通過光散射面時形成了散射，所以可防止在顯示畫面上產(chǎn)生彩虹現(xiàn)象。
在本發(fā)明中最好使所述光散射面為具有凹凸的面。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，通過在設(shè)置有反射體側(cè)的一方的透明基板的外面(光散射面)上形成凹凸，可使該面具有良好的光散射性。
在本發(fā)明中，最好使所述光散射面的模糊度為15～30％。
如后述的那樣，模糊度是表示光散射程度的指標(biāo)的值。當(dāng)所述一方的透明基板的外面(光散射面)的光散射性過小時，對顯示畫面上的彩虹現(xiàn)象的消除效果不明顯，當(dāng)光散射性過大時，顯示畫面的顯示特性顯著下降。只要在所述一方的透明基板的外面(光散射面)上的模糊度在15～30％的范圍內(nèi)，則可在抑制液晶顯示裝置的顯示特性下降的同時防止在顯示畫面上產(chǎn)生彩虹現(xiàn)象。
在本發(fā)明中，理想的是，在所述光散射面上通過粘接層設(shè)置所述反射體，并且使具有所述光散射面一方的透明基板的折射率與所述粘接層的折射率之差大于0.01。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在光散射面與粘接層之間形成折射率差，能夠有效地使在反射體的反射面上形成反射的光在光散射面上形成光散射，從而可防止彩虹現(xiàn)象的產(chǎn)生。
理想的是，使具有所述光散射面一方的透明基板的厚度比另一方的透明基板的厚度薄。
在反射體附近，透過液晶層的照明光射入到所述一方的透明基板，在透過該一方的透明基板后，在反射體的反射面上形成反射。該反射光再次透過所述一方的透明基板，并進(jìn)一步透過液晶層。
只要設(shè)置薄的接近反射體的所述一方的透明基板，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)薄型化和輕量化，并且可減少光在透過該透明基板時的透射損失。
另外，通過設(shè)置薄的所述一方的透明基板，在液晶層與該一方的透明基板的界面上可減小反射前的光的通過位置與該光在被反射體反射后的通過位置的偏差，因此，可獲得更鮮明的顯示。特別是在該一方的透明基板上設(shè)有彩色濾光片的情況下，通過設(shè)置薄的所述一方的透明基板，可減小照明光在反射前通過彩色濾光片的位置與該光在被反射體反射后通過彩色濾光片的位置的偏差，因此，可減小色差和視差，從而可獲得高品質(zhì)的彩色顯示。
圖2是沿

圖1中2-2線的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的反射體的實(shí)例的局部立體圖。
圖4是表示一例以往的反射型液晶顯示裝置的剖面圖。
圖中200-液晶顯示裝置，20、220-液晶單元，21、221-第1基板(透明基板)，21b-第1基板的外面(光散射面)，22、222-第2基板(透明基板)，23、223-液晶層，29、229-反射層，30、230-反射體，31、231-粘接層。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置1大致由液晶單元20、配置在液晶單元20的觀察者側(cè)上的前光燈10、及配置在液晶單元20的前光燈10側(cè)的反對側(cè)外側(cè)上的反射體30構(gòu)成。
對前光燈10沒有特殊的限定，可使用具有透光性的任意形狀的面狀發(fā)光體。在本實(shí)施方式中，前光燈10例如為在由丙烯樹脂等構(gòu)成的透明導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a上設(shè)置由冷陰極管等構(gòu)成的光源13的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)光板12的下面(液晶單元20側(cè)的面)形成射出光的平滑的出射面12b。另外，導(dǎo)光板12的出射面12b反對側(cè)的面(導(dǎo)光板12的上面)為以規(guī)定的間隔條紋狀地形成有多條用于改變在導(dǎo)光板12內(nèi)部傳導(dǎo)的光的方向的楔形狀的槽的棱鏡面12c。
液晶單元20基本是具有用密封材料把在中間夾有液晶層23的第1基板和第2基板22結(jié)合成一體的結(jié)構(gòu)。
第1基板21及第2基板22由玻璃基板等的透明基板構(gòu)成，在這些液晶層23(內(nèi)面?zhèn)?上分別設(shè)置有顯示電路26、27。
未在圖中表示出的顯示電路26、27，具有由驅(qū)動液晶層32的透明導(dǎo)電膜等構(gòu)成的電極層和控制液晶層23的配置方向的配向膜等。另外在進(jìn)行彩色顯示的情況下，還可以包括彩色濾光片。
把配置在觀察者側(cè)的第2基板22的兩面(內(nèi)面22a及外面22b)加工成鏡面狀。最好使該第2基板22的厚度為0.3～1.1mm左右。
另一方面，使成為反射體30側(cè)的第1基板21比第2基板22薄，并把內(nèi)面21a加工成鏡面狀，把外面21b加工成具有凹凸的面。最好使第1基板21的厚度為0.1～0.7mm左右。
對于第1基板21，例如可使用與第2基板22相同的透明基板，通過對其一面(外面21b)的全體實(shí)施研磨或化學(xué)蝕刻，減去厚度并使其表面粗糙化而獲得。特別理想的是，采用在使用2片相同的透明基板組裝好液晶單元20后，并且在安裝反射體30之前，對一方的透明基板的外面進(jìn)行研磨的方法。
第1基板21的外面21b通過粗糙化形成微細(xì)的凹凸，而形成具有光散射特性的光散射面。
對于該光散射面的光散射程度可通過改變研磨或化學(xué)蝕刻的條件、改變其表面粗度進(jìn)行控制。關(guān)于光散射面的光散射程度，其模糊度最好在15～30％的范圍內(nèi)，理想的是20～30％，更理想的是20～25％。
這里，所謂模糊度是指，用相對全光線透射率(單位％)的擴(kuò)散透射率(單位％)的比例所表示的值，是表示光散射程度的指標(biāo)。在本發(fā)明中的模糊度的值是根據(jù)JIS K 7105的測定方法而得出的值。
在本實(shí)施方式中當(dāng)?shù)?基板21外面(光散射面)21b的模糊度小于15％時，不能充分達(dá)到所期望的消除顯示畫面中的彩虹現(xiàn)象的效果，相反地當(dāng)模糊度超過30％時，因光的散射過大，使照明光的反射效果轉(zhuǎn)壞，使畫面變暗，致使顯示畫面的對比度下降，使顯示特性明顯下降。
反射體30，由于在反射面上具有凹凸，使入射的光在反射的同時形成擴(kuò)散，所以在本實(shí)施方式中，反射體30是由其一面形成凹凸面的反射體基板28和在該反射體基板28的凹凸面上設(shè)置的反射層29構(gòu)成。
把該反射體30使反射層29朝向液晶單元20側(cè)地通過粘接層31粘接在液晶單元20下側(cè)的第1基板21的外面21b上，形成一體。
圖3是表示在本實(shí)施方式中所使用的反射體30的實(shí)例的局部立體圖。在該例的反射體30中，反射體基板28是通過在由例如玻璃等構(gòu)成的基板28a上疊層由感光性樹脂層等構(gòu)成的平板狀樹脂基片28b而構(gòu)成。在樹脂基片28b的表面上，連續(xù)地形成相互重合的內(nèi)面為球面一部分的多個凹部35，并在該表面上設(shè)置例如由金屬薄膜構(gòu)成的反射層29。
為了制作這樣的反射體30，例如，首先在基板28a上形成由感光樹脂構(gòu)成的樹脂層，然后在所述樹脂層的表面上壓覆由具有與反射體30的反射面相反凹凸的表面形狀的硅酮類樹脂構(gòu)成的復(fù)制模具，然后通過使該樹脂層固化而形成樹脂基片28b。而且，在該樹脂基片28b上使用鋁或銀等的具有高反射率的金屬材料，采用噴鍍法或真空蒸鍍法等的鍍膜形成方法形成反射層29。
理想的是，在反射體30的表面上，隨機(jī)地形成深度為0.1μm～3μm的凹部35、并使相鄰凹部35的間隔在5μm～100μm的范圍內(nèi)隨機(jī)地進(jìn)行配置，并且設(shè)定所述凹部35內(nèi)面的傾斜角在-30度～+30度的范圍內(nèi)。特別重要的是，要把凹部35內(nèi)面的傾斜角分布設(shè)定在-30度～+30度的范圍內(nèi)和把相鄰凹部35的間隔相對平面的全體方向進(jìn)行隨機(jī)地配置。其原因是，相鄰凹部35的間隔越是趨于規(guī)律性，越容易產(chǎn)生光的干涉，從而使反射光的著色越強(qiáng)。另外，當(dāng)凹部35內(nèi)面的傾斜角分布超出-30度～+30度的范圍時，反射光的擴(kuò)散角展開的過寬，使反射強(qiáng)度下降，因此不能獲得明亮的顯示。具體的是，反射光的擴(kuò)散角在空氣中會超過36度，使液晶顯示裝置內(nèi)部的反射強(qiáng)度峰值下降，增大了反射損失。
另外，在相鄰凹部35的間隔小于5μm的情況下，因存在為了形成樹脂基片28b而使用的復(fù)制模具的制作上的制約，而造成使加工時間變得非常長，不能形成可獲得要求的反射特性的形狀、產(chǎn)生干涉光等的問題。另外，由于在實(shí)際制作中，用于形成樹脂基片28b表面形狀的所述復(fù)制模具是通過使用把鉆石沖頭在基片上進(jìn)行多次的打壓制作而成的復(fù)制模具用基片制作而成，該鉆石沖頭的前端直徑最好在20μm～200μm的范圍內(nèi)，所以相鄰凹部35的理想間隔應(yīng)在5μm～100μm的范圍內(nèi)。
另外，在本說明書中，所謂“凹部的深度”是指從反射體30的表面到凹部35的底部的距離，所謂“相鄰凹部的間隔”是指在反射體30表面的俯視面上的相鄰圓形凹部35的中心點(diǎn)之間的距離。另外，“傾斜角”是指在特定的縱剖面上凹部35內(nèi)面的任意部位上的切線的相對基板表面的角度。
粘接層31例如是由含氟的環(huán)氧樹脂等的透明樹脂粘接材料構(gòu)成。并且粘接層31使用具有與相鄰的第1基板21不同折射率的材料。如果粘接層3的折射率與第1基板21的折射率相同，則在第1基板21與粘接層31的界面的第1基板21的外面21b(光散射面)上不能形成光的散射。因此，為了通過在該第1基板21的外面21b(光散射面)上形成光的散射而達(dá)到所期望的消除顯示畫面上的彩虹的效果，理想的是使粘接層31的折射率與第1基板21的折射率之差大于0.01。又由于當(dāng)兩者折射率之差過大時，其反射特性將會大大偏離設(shè)計(jì)值，所以最好使該折射率之差小于0.2。
例如，在第1基板21是由玻璃構(gòu)成的情況下，由于其折射率約為1.52，所以作為構(gòu)成粘接層31的材料，可使用折射率為1.32～1.72左右的樹脂材料，例如丙烯樹脂(折射率1.46)、氟素樹脂(折射率1.34)、環(huán)氧樹脂(折射率1.61)等。
如上構(gòu)成的液晶顯示裝置1除了可以利用太陽光和照明等的周圍光作為照明光進(jìn)行反射顯示，還可以點(diǎn)亮前光燈10，利用該光作為照明光進(jìn)行反射顯示。
無論在哪種情況下，射入到液晶單元20的照明光都是順序地通過第2基板22、顯示電路26、液晶層23、顯示電路27、第1基板21及粘接層31在反射體30的反射層29上形成反射。該反射光與照明光相反地通過粘接層31從第1基板21的外面21b射入到液晶單元20，然后從液晶單元20的外側(cè)(前光燈10側(cè))射出，在通過前光燈10到達(dá)觀察者，從而使觀察者能夠液晶單元20的顯示。而且，在本實(shí)施方式中，例如在有強(qiáng)太陽光射入等的情況下，照明光在反射體30的反射面(反射層29)上形成反射時，即使因反射面上的凹凸而產(chǎn)生分光，但由于該反射光在通過光散射面的第1基板21的外面21b時形成散射，所以觀察者不會看到彩虹現(xiàn)象。
另外，通過把光散射面的第1基板21的外面21b的模糊度控制在上述的適宜的范圍內(nèi)，不僅可防止顯示畫面上產(chǎn)生彩虹現(xiàn)象，而且還可以抑制因反射光的過分散射而導(dǎo)致的照明光的反射率下降、畫面變暗及對比度的下降。
另外，第1基板21由于比第2基板22薄，所以可使用與第2基板22相同的透明基板，在該基礎(chǔ)上通過研磨或化學(xué)蝕刻減去厚度，同時進(jìn)行粗糙化處理，從而可容易且廉價地制作出第1基板21。另外，在使用2片相同的透明基板組裝好液晶單元后，只要對一方的透明基板使用研磨方法進(jìn)行研磨，所以在以往的液晶單元的制造工序的基礎(chǔ)上只需添加研磨工序也能夠完成制造，這樣即未增加作業(yè)的復(fù)雜程度，還提高了制造效率。
另外，通過采用薄的第1基板21，可實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置1的薄型化和輕量化。同時可減少透過第1基板21光的透射損失。
另外，也可以在液晶單元20的前光燈10側(cè)的第1基板22上根據(jù)必要設(shè)置相位差板或偏光板。
另外，如果在反射體30側(cè)的第1基板21上的顯示電路27上設(shè)置彩色濾色片，則能夠進(jìn)行彩色顯示，特別是由于介于彩色濾色片與反射體30之間所形成的第1基板21很薄，所以可降低色差和視差，從而可獲得高品質(zhì)的彩色顯示。
并且，在本實(shí)施方式中，是通過在第1基板21的外面21b上形成凹凸而使其具有光散射性，但也可以采用其他方法使第1基板21的外面21b形成光散射面。例如，也可以通過在第1基板21的外面21b上貼付具有散射效果的膜而使其具有光散射性。
下面，通過具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的效果，但是本發(fā)明不限于以下的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)制作出具有如圖2所示的構(gòu)成的液晶單元20。首先，作為第1及第2基板21、22，準(zhǔn)備2片厚度為0.7mm的玻璃基板(折射率為1.52)。在各個玻璃基板的一面上分別形成顯示電路26、27，然后把2片玻璃基板使顯示電路26、27作為內(nèi)側(cè)地相互對向，然后通過把密封材料24夾在中間而形成一體。在把液晶注入并封裝在由玻璃基板與密封材料24所包圍的空間內(nèi)后，對作為反射體側(cè)一方的玻璃基板的外面進(jìn)行研磨加工，使其厚度為0.2mm。并設(shè)定研磨條件使研磨后的研磨面的模糊度達(dá)到規(guī)定的值。
一方面，制作出具有如圖3所示的構(gòu)成的反射體30。即，在厚度為0.7mm的玻璃構(gòu)成的基板28a的一面上，疊層由丙烯類感光樹脂構(gòu)成樹脂層，在該樹脂層的表面上通過壓覆由硅酮類樹脂構(gòu)成的復(fù)制模具而形成凹部35，然后再進(jìn)行紫外線照射使該樹脂層固化，形成樹脂基片28b。然后通過在該樹脂基片28b的表面上形成由厚度為1300埃的鋁構(gòu)成的反射層29，最終得到反射體30。
在如上述制作成的液晶單元20的被研磨后的面(第1基板21的外面21b)上，使形成凹部35的面位于液晶單元20側(cè)地通過丙烯類樹脂(折射率為1.46)粘接反射體30，然后用其組裝成液晶顯示裝置。
只改變在對液晶單元20的成為反射體30側(cè)一方的玻璃基板(第1基板21)的外面進(jìn)行研磨時的研磨條件，而不改變其他條件，分別制作出以每5％為一級，研磨面的模糊度從5％至40％變化的液晶顯示裝置。
然后對制作的各個液晶顯示裝置的顯示特性進(jìn)行評測。顯示特性的評測項(xiàng)目包括彩虹消除效果、反射率、對比度及綜合評價。評測結(jié)果如下面的表1所示。
對于彩虹消除效果，在液晶顯示裝置被太陽光照射的情況下，對顯示畫面進(jìn)行全方向的觀察時，完全不能觀察到彩虹現(xiàn)象時標(biāo)記為○、僅能觀察到少許彩虹現(xiàn)象時標(biāo)記為△、在能觀察到強(qiáng)烈的彩虹現(xiàn)象時標(biāo)記為×。
反射率是在相對顯示畫面的垂直線入射角為-30度、受光角為0度的情況下進(jìn)行光量測定而測得的反射率的值，在模糊度為0％時，該值大于90％時標(biāo)記為○、大于80％并小于90％時標(biāo)記為△、小于80％時標(biāo)記為×。
對于對比度，在入射角為-30度、受光角為0度的情況下施加電壓時與未施加電壓時的光量比，在模糊度為9％時，該值大于80％時標(biāo)記為○、反之則標(biāo)記為×。
綜合評價是在彩虹消除效果、反射率及對比度全部為○時標(biāo)記為○、對有未標(biāo)記為○的項(xiàng)目但也沒有被標(biāo)記為×的項(xiàng)目的綜合評價標(biāo)記為△，對有一項(xiàng)被標(biāo)記為×的綜合評價標(biāo)記為×。[表1]

如上所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置由于使一對透明基板把液晶層夾在中間并形成對置，把一方的透明基板的外面作為具有光散射性的光散射面，在反射體的反射面上形成凹凸，在所述光散射面上設(shè)置所述反射體，并使所述反射面成為所述光散射面?zhèn)?，所以在照明光在反射體上形成反射時，即使由于反射面上的凹凸而產(chǎn)生分光，由于該反射光在通過光散射面是形成散射，所以可防止顯示畫面上產(chǎn)生彩虹現(xiàn)象，從而可獲得可視性良好的反射型液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于把一對透明基板相對配置，在中間夾入液晶層，把一方的透明基板的外面作成具有光散射性的光散射面，把在反射面上形成有凹凸的反射體設(shè)置在所述光散射面上，使所述反射面位于所述光散射面?zhèn)取?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光散射面為具有凹凸的面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光散射面的模糊度為15～30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在所述光散射面上通過粘接層設(shè)置所述反射體，具有所述光散射面一方的透明基板的折射率與所述粘接層的折射率之差大于0.01。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于具有所述光散射面一方的透明基板的厚度比另一方的透明基板的厚度薄。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，該裝置配置有在反射面上形成凹凸的反射體(30)，把第1基板(21)和第2基板(22)相對配置，在中間夾入液晶層(23)，把第1基板(21)的外面作成具有光散射性的光散射面，把在反射面上形成有凹凸的反射體(30)設(shè)置在所述散射面上，并使反射面位于光散射面?zhèn)?。這種液晶顯示裝置可防止在畫面上產(chǎn)生彩虹現(xiàn)象。
文檔編號G02F1/1335GK1431544SQ0310102
公開日2003年7月23日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月9日
發(fā)明者吉井克昌, 棚田哲史 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社