专利名称：半透射反射膜及使用它的半透射反射型液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携电子设备等中包括的半透射反射型液晶显示装置。
背景技术：
在手机或便携游戏机等便携电子设备中，其电池驱动时间对使用性能影响很大，所以包括能够抑制功耗的反射型液晶显示装置作为显示部。在反射型液晶显示装置中，例如包括全反射从其正面(前面)入射的外光的反射体、或反射从其正面入射的外光并且透射来自后方的背光的反射体等。
在这些反射体中，特别将反射外光并且透射来自后方的背光的反射体称为半透射反射体等。半透射反射体例如采用在金属薄膜的某个区域上形成开口部而制成的半透射反射膜(例如专利文献1)。形成上述开口部的区域是与液晶显示面板上所设的多个像素中的各像素包括的发红、绿、蓝色光的3个点(dot)中的各点对应的点区域。
在将这种半透射反射膜设在液晶显示面板上、在该液晶显示面板的背面一侧设有背光源等照明装置的现有半透射反射型液晶显示装置中，在点亮照明装置时(透射模式时)半透射反射膜的开口部能够使来自照明装置的光向液晶显示面板的表面透射，在不点亮照明装置时(反射模式时)半透射反射膜中开口部以外的部分(反射区域)使外光向液晶显示面板的表面反射。由此，不管是外光和照明装置中的哪一种光源，都能够照亮液晶显示面板。
图19是与现有半透射反射型液晶显示装置中包括的液晶显示面板的各像素包括的发红、绿、蓝色光的3个点中的各点对应的半透射反射膜的点区域113a上形成的开口部132的配置的平面图。点区域的开口率(开口部的面积S1/点区域的面积S0)被设为20～50％。在图19中，符号BM是半透射反射膜上形成的网格状的黑色矩阵，在该黑色矩阵BM的内侧形成了点(图示略)。考虑到层叠时的几μm左右的对准，黑色矩阵BM的宽度WBM被设为5～25μm左右。
例如，1个点区域113a的尺寸被设为长度方向的长度LD为285μm、宽度WD为95μm，此情况下的开口部132的尺寸被设为长度方向的长度LH为143μm、宽度WH为50μm，沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域113a、113a的相邻的开口部132、132的间隔PH被设为142μm。
专利文献1(日本)特开2001-222009号公报然而在上述现有半透射反射型液晶显示装置中，在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下，在将例如图19的虚线包围的范围A的6个点(横3×纵2)点亮时，发生在上述范围A所示的显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部G(图19中斜线所示的部分)的现象，显示质量降低。此外，在显示模式为常黑时设为反射模式的情况下，在点亮例如图19的虚线包围的范围C的3个点(横3×纵1)时，如果再点亮这3个点下侧的3个点(图19的虚线包围的范围D)，则发生范围C和范围D之间的反射部看起来好像是反射显示区域的现象，发生看起来(视认)显示正好偏移了半个像素的现象，显示质量降低。此外，在显示模式为常白时也在显示之间产生带状的暗部，或者表示显示偏移了半个点。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且能够防止显示偏移半个点。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种半透射反射膜，被设在于一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极、包括由该对置的电极规定的多个像素的液晶显示面板的内侧或外侧，在表面上形成了许多微细的凹部或凸部，并且在与上述各像素包括的各点对应的点区域上形成了多个透射来自从上述液晶显示面板的背面一侧照明的照明装置的光的开口部，其特征在于，上述多个开口部被排列形成在上述点区域，并且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下。
此外，在本发明的半透射反射膜中，最好沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔，被设在明视的分辨率以下。
本发明中所说的明视的分辨率以下的大小，是不能明视的大小，换言之，是不能看清的大小。
在本发明的半透射反射膜中，最好点区域的开口率(开口部的面积/点区域的面积)被设为20～50％。
在本发明的半透射反射膜中，最好上述点区域上排列形成的多个开口部中相邻的开口部的间隔被设为40μm以下，而且沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔被设为40μm以下。
此外，在本发明的半透射反射膜中，最好上述点区域上排列形成的多个开口部中相邻的开口部的间隔、和沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔，被设为基本相同的大小。
此外，也可以在上述液晶显示面板的各像素中包括发红、绿、蓝色光的3个点。
此外，为了实现上述目的，根据本发明，提供一种半透射反射型液晶显示装置，包括液晶显示面板，在一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极，包括由该对置的电极规定的多个像素；和照明装置，从背面一侧对上述液晶显示面板进行照明；其特征在于，在上述液晶显示面板的内侧或外侧设有上述某一种结构的本发明的半透射反射膜。
本发明的半透射反射型液晶显示装置包括沿长度方向(纵向)排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下的本发明的半透射反射膜，所以即使在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下沿纵向(长度方向)和横向(宽度方向)分别各点亮多个点，也不能看清长度方向上相邻的开口部间，所以不会发生在显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部的现象。此外，在显示模式为常黑时设为反射模式的情况下即使沿上下方向显示两行，也由于上下像素间的开口部间隔比明视间隔窄，所以不会发生上下2个像素间呈横带状反射、看起来偏移了半个点的现象(因为开口间隔在明视距离以下)。
此外，在显示模式设为常白的情况下，也不会在显示之间产生带状的暗部，而且能够防止显示偏移半个点。
此外，本发明的半透射反射膜在点区域上排列形成了多个开口部，所以在点区域上开口部间存在非开口部，能够在将点区域的开口率保持在20～50％的范围内的同时增大开口部的宽度，能够避免在显示之间能看到沿纵向延伸的暗部的现象(实验已确认，沿纵向延伸的带状的暗部比沿横向延伸的带状的暗部更难看清，在感觉上也不那么介意。)。
此外，该非开口部(相邻的开口部间)在明视的分辨率以下，所以也不会发生在点区域上长度方向上相邻的开口部间能看到暗部等缺陷的现象。
因此，根据本发明的半透射反射型液晶显示装置，通过包括上述结构的本发明的半透射反射膜，能够实现一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且也不会使显示偏移半个点，不管在透射模式和反射模式中的哪一种模式下显示质量都很好。
此外，在本发明的半透射反射膜中，最好形成了将设有黑色区域的部分连通的开口部。
本发明中所说的黑色区域，是基本上不对反射、透射作出贡献的所谓黑色区域，例如在设有黑色矩阵的类型的液晶显示面板的情况下，是与形成了该黑色矩阵的部分对应的区域。
本发明的半透射反射膜的特征在于，在上述点区域上排列形成多个开口部，而且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下，并且上述点区域上形成的多个开口部中的、点区域的长度方向(上下方向或纵向)的两端及/或宽度方向(左右方向或横向)的两端配置的开口部连通设有黑色区域的部分。
在本发明的半透射反射膜中，通过形成连通基本上不对反射、透射作出贡献的所谓黑色区域的开口部，能够将开口部间隔减小到黑色区域的宽度。此外，由于能够如上所述连通、与邻接像素一体形成开口部，所以能够不考虑开口部和黑色区域等的对准精度(通常为2～5μm左右)来形成开口部。
在本发明的半透射反射膜中，最好点区域的开口率(点区域上形成的多个开口部合起来的面积/点区域的面积)被设为20～50％。
在本发明的半透射反射膜中，最好上述点区域上排列形成的多个开口部中相邻的开口部的间隔被设为40μm以下。
此外，也可以在上述液晶显示面板的各像素中包括发红、绿、蓝色光的3个点。
此外，为了实现上述目的，根据本发明，提供一种半透射反射型液晶显示装置，包括液晶显示面板，在一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极，包括由该对置的电极规定的多个像素；和照明装置，从背面一侧对上述液晶显示面板进行照明；其特征在于，在上述液晶显示面板的内侧或外侧设有上述某一种结构的本发明的半透射反射膜。
本发明的半透射反射型液晶显示装置包括在点区域上排列形成多个开口部、并且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下、而且设有连通设置了基本上不对反射、透射作出贡献的所谓黑色区域的部分的开口部的半透射反射膜，所以即使在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下沿纵向(长度方向)和横向(宽度方向)分别各点亮多个点，也不能看清长度方向上相邻的开口部间，所以不会发生在显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部的现象。此外，在显示模式为常黑时设为反射模式的情况下即使沿上下方向显示两行，也由于上下像素间的开口部间隔比明视间隔窄，所以不会发生上下2个像素间呈横带状反射、看起来偏移了半个点的现象(因为开口间隔在明视距离以下)。
此外，在显示模式设为常白的情况下，也不会在显示之间产生带状的暗部，而且能够防止显示偏移半个点。
此外，本发明的半透射反射膜在点区域上排列形成了多个开口部，所以在点区域上开口部间存在非开口部，能够在将点区域的开口率保持在20～50％的范围内的同时增大开口部的宽度，能够避免在显示之间能看到沿纵向延伸的暗部的现象(实验已确认，沿纵向延伸的带状的暗部比沿横向延伸的带状的暗部更难看清，在感觉上也不那么介意。)。
此外，该非开口部(相邻的开口部间)在明视的分辨率以下，所以也不会发生在点区域上长度方向上相邻的开口部间能看到暗部等缺陷的现象。
因此，根据本发明的半透射反射型液晶显示装置，通过包括上述结构的本发明的半透射反射膜，能够实现一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且也不会使显示偏移半个点，不管在透射模式和反射模式中的哪一种模式下显示质量都很好。
此外，在本发明的半透射反射型液晶显示装置中，也可以在上述液晶显示面板的各像素中包括发红、绿、蓝色光的3个点，在各点的周围形成黑色矩阵，该黑色矩阵的宽度被设为10μm以上、25μm以下。这样，上述液晶显示装置包括的半透射反射膜在点区域上排列形成多个开口部，设有将设置了与上述黑色矩阵对应的黑色区域的部分连通的开口部，所以在层叠包括上述3个点和黑色矩阵的滤色层、上述半透射反射膜以及导电性膜、而且对导电性膜形成图案时容易对准位置，即使不考虑层叠的各层的加工尺寸精度、加工位置精度的偏差，也能够与邻接的像素的开口部一体来设计、制造开口部的位置，所以能够将开口部间隔缩小到黑色矩阵的宽度。
发明效果如下根据本发明的半透射反射型液晶显示装置，通过包括上述结构的本发明的半透射反射膜，能够实现一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且也不会使显示偏移半个点，不管在透射模式和反射模式中的哪一种模式下显示质量都很好。
图1是本发明的包括半透射反射膜的半透射反射型液晶显示装置的一实施方式的放大断面图。
图2是图1所示的半透射反射型液晶显示装置包括的液晶显示面板的像素组的放大平面图。
图3是图1所示的有机膜和半透射反射膜的一部分的放大透视图。
图4是从顶面一侧看图1所示的半透射反射膜时的1个点区域的部分放大图。
图5是半透射反射膜上形成的凹部的示意性放大透视图。
图6是图5所示的凹部在纵断面X上的内面形状的断面图。
图7是半透射反射膜的反射特性例的曲线图。
图8是与图1所示的半透射反射型液晶显示装置包括的液晶显示面板的各像素包括的3个点中的各点对应的点区域上形成的多个开口部的配置的平面图。
图9是图1所示的半透射反射型液晶显示装置包括的液晶显示面板的点区域、开口部、黑色矩阵的尺寸的具体例的平面图。
图10是在半透射反射膜的各点区域上形成了3个开口部的情况下的点区域、开口部、黑色矩阵的尺寸的具体例的平面图。
图11是与图1所示的半透射反射型液晶显示装置包括的液晶显示面板的各像素包括的3个点中的各点对应的点区域上形成的多个开口部的配置的平面图。
图12是图1所示的半透射反射型液晶显示装置包括的液晶显示面板的点区域、开口部、黑色矩阵的尺寸的具体例的平面图。
图13是在半透射反射膜的各点区域上形成了3个开口部的情况下的点区域、开口部、黑色矩阵的尺寸的具体例的平面图。
图14是本发明的半透射反射膜的点区域上形成的多个开口部的配置的另一例的平面图。
图15是本发明的半透射反射膜的点区域上形成的多个开口部的配置的另一例的平面图。
图16是本发明的半透射反射膜的点区域上形成的多个开口部的配置的另一例的平面图。
图17是本发明的半透射反射膜的点区域上形成的多个开口部的配置的另一例的平面图。
图18是半透射反射膜上形成的凸部的示意性放大断面图。
图19是与现有半透射反射型液晶显示装置包括的液晶显示面板的各点对应的点区域上形成的开口部的配置的平面图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是本发明的包括半透射反射膜的半透射反射型液晶显示装置的一实施方式的概略结构图。
该半透射反射型液晶显示装置1由下述部分构成将夹持液晶层30而对置的由透明玻璃等组成的透光性的第1基片10和第2基片20用呈环状设在这2枚基片10、20(一对基片)的周缘部的密封构件40粘接一体化而成的液晶显示面板9；和照明装置——背光源5。
在第1基片10的液晶层30一侧，依次层叠形成了有机膜11，用于在后述半透射反射膜12上形成凹部31；半透射反射膜12，反射入射到液晶显示装置1上的光、并且透射来自背光源5的光；滤色层13，用于进行彩色显示；保护膜(overcoat film)14，用于覆盖保护有机膜11和半透射反射膜12，并且对有机膜11和滤色层13造成的凹凸进行平坦化；多个第1电极15，用于驱动液晶；以及第1取向膜16，用于控制构成液晶层30的液晶分子的取向。此外，在第2基片20的液晶层30一侧，依次层叠形成了多个第2电极25、保护膜24、第2取向膜26。
第1电极15和第2电极25都是长方形的平面形状，俯视时被排列成带状。第1电极15和第2电极25由具有透光性的透明电极材料构成。第1电极15沿图示左右方向延伸。第1电极15的延伸方向和第2电极25被配置得在俯视时相互正交。因此，在一个第1电极15和一个第2电极25交叉的位置上分别形成液晶显示面板9的1个点，对应于各个点，配置了后述3色滤色片中的1色滤色片。发R(红)、G(绿)、B(蓝)色光的3个点如图2所示构成液晶显示面板9的1个像素13c。此外，在液晶显示面板9上的俯视时为矩形的显示区域内呈矩阵状配置了许多像素13c。
滤色层13由红、绿、蓝各个滤色片(着色层)13R、13G、13B周期性地排列而成，各滤色片被形成在分别对应的第2电极25和第1电极15交叉的位置的下侧，为每个像素13c配置了一组滤色片13R、13G、13B。通过驱动控制与各个滤色片13R、13G、13B对应的电极，来控制像素13c的显示色。为了在邻接的滤色片之间防止光的混色，在各滤色片之间一般形成了黑色矩阵(遮光壁)35。用这种黑色矩阵35划分的1个1个区域构成点36。
图2示出了滤色片(着色层)的排列是带状排列的情况，但是滤色片的排列不限于图2所示的例子，也可以是马赛克排列。
在第1基片10的与液晶层30一侧相反的一侧(第1基片10的外面一侧)，设有第1偏振片18；在第2基片20的与液晶层30一侧相反的一侧(第2基片20的外面一侧)，依次层叠了相位差片27和第2偏振片28。此外，在第1偏振片18的外侧，配设了用于在液晶显示装置1上进行透射显示的照明装置——背光源5。
有机膜11是为了向其上形成的半透射反射膜12提供凹部31来高效率地散射反射光而设的。通过这样在半透射反射膜12上形成凹部31，能够高效率地反射入射到液晶显示装置1上的外光，所以能够在通过反射外光来照明时实现明亮的显示。
半透射反射膜12例如由铝等高反射率的金属薄膜等形成。在半透射反射膜12上，如图1、图2、图8及图11所示在与液晶显示面板9的各像素13c包括的发R、G、B色光的3个点中的各点36对应的点区域12a上形成了多个开口部32。这些开口部32是为了使得从背光源(照明装置)5照射的光能够透过由金属薄膜等形成的半透射反射膜12。
图8及图11是与液晶显示面板9的各像素13c包括的3个点中的各点36对应的半透射反射膜12的点区域12a上形成的多个开口部32的配置的平面图。在图8及图11中，符号35是半透射反射膜12上形成的网格状的黑色矩阵，在该黑色矩阵35的内侧形成了点(图示略)。黑色矩阵35的宽度WBM1是10μm～25μm左右，最好在10μm以上、15μm以下。
各点区域12a是分别对应的滤色片下侧的半透射反射膜12的一部分，是俯视时为长方形的区域。在俯视半透射反射膜12时，上述俯视时为长方形的点区域12a沿长度方向(纵向)和宽度方向(横向)分别各排列了多个。
图3是有机膜11和其上形成的半透射反射膜12的一部分的放大透视图。如该图所示，在有机膜11的表面上，左右重叠地连续形成了内面构成球面的一部分的许多凹部11a，在该面上层叠了半透射反射膜12。这种有机膜11的表面上形成的凹部11a在半透射反射膜12上形成凹部31。此外，在半透射反射膜12的各点区域上形成了多个矩形的开口部32。这些开口部32例如可以通过蚀刻来形成。通过这种结构，半透射反射膜12能够用开口部32来透射来自背光源5的照明光B，并且用开口部32周围的形成了许多凹部31的反射区域33来高效率地反射外光N。
图4是从顶面一侧看图1所示的半透射反射膜时的1个点区域的部分放大图。半透射反射膜12上形成的多个开口部32被设定得使得相对于1个点区域12a的表面积的开口率为20～50％即可。凹部31的直径被设定为能够在开口部32的开口边32a和点区域12的边缘12b之间的间隔t2之间并列形成2个以上的凹部31的程度。
如图4中的符号Q2所示，半透射反射膜12的凹部31例如以纵横2个以上等一定个数为1个单位来得到期望的反射性能，所以即使将凹部31的直径D1的大小设定得在开口边32a和点区域12a的边缘12b之间的间隔t2中只能形成1个或其以下的凹部31，该部分的凹部31对反射的贡献率也少，导致反射率降低。
因此，通过将凹部31的直径D1微细化到能够在开口部32的开口边32a和点区域12a的边缘12b之间的间隔t2之间并列形成2个以上的凹部31的程度，开口边32的开口边32a和点区域12a的边缘12b所夹的区域也能够最大限度地提高反射率。能够最大限度提高半透射反射膜12的反射率。
图5是半透射反射膜上形成的凹部的示意性透视图。凹部31最好例如在0.1μm～3μm的范围内随机地形成深度，将凹部31内面的倾角设定在-30度～+30度的范围内。特别是将凹部31内面的倾角分布设定在-30度～+30度这一点、及沿平面全向随机地配置邻接的凹部31的间距这一点特别重要。这是因为，假如邻接的凹部31的间距有规律性，则有下述问题产生光的干涉色，反射光带色。
此外，如果凹部31的内面的倾角分布超过-30度～+30度，则反射光的扩散角过大，反射强度降低，不能得到明亮的显示(这是因为，反射光的扩散角在空气中为36度以上，液晶显示装置内部的反射强度峰值降低，全反射损耗增大。)。再者，如果凹部31的深度超过3μm，则在后续工序中对凹部31进行平坦化的情况下凸部的顶部不能完全由平坦化膜(保护膜14)掩盖，不能得到期望的平坦性，成为显示不匀的原因。或者，平坦化膜的膜厚超过3μm，有时对显示屏的可靠性产生不良影响(有时导致高温、高湿下平坦化膜的收缩、断裂的发生等)。
如图6所示，半透射反射膜12上形成的凹部31在特定纵断面X上的内面形状是由从凹部31的一个周边部S1至最深点D的第1曲线A1、和与该第1曲线A1连续并从凹部31的最深点D0至另一周边部S2的第2曲线B1组成的曲线形状。这些曲线A1、B1在凹部31的最深点D0上相对于平坦面S的倾角都为零，相互连接。
第1曲线A1相对于平坦面S的倾角比第2曲线B1的倾角陡峭，最深点D0处于沿x方向偏离凹部31的中心0的位置。即，第1曲线A1相对于平坦面S的倾角的绝对值的平均值，大于第2曲线B1相对于平坦面S的倾角的绝对值的平均值。在本实施方式中，构成形成了多个的各个凹部31的第1曲线A1的倾角的绝对值的平均值也最好在1～89°的范围内相互不规则地偏差。此外，各个凹部31的第2曲线B1的倾角的绝对值的平均值也最好在0.5～88°的范围内相互不规则地偏差。
上述两条曲线A1、B1的倾角在从凹部31的周边部至最深点D0之间平稳地变化，所以图6所示的第1曲线A1的最大倾角δa(的绝对值)大于第2曲线B1的最大倾角δb。此外，第1曲线A1和第2曲线B1相接的最深点D0相对于平坦面S的倾角为零，在该最深点D0上倾角的正负不同的两条曲线A1、B1平稳地连续。
例如，各个凹部31的最大倾角δa在2～90°的范围内不规则地偏差。但是，许多凹部31的最大倾角δa在4～35°的范围内不规则地偏差。此外，图5、6所示的凹部31的凹面具有单一的极小点(倾角为零的曲面上的点)D0。该极小点D0和平坦面S之间的距离形成凹部31的深度d，该深度d对形成了许多的凹部31分别在1～3μm的范围内不规则地偏差。
半透射反射膜12上形成的多个凹部31的第1曲线A最好沿单一的方向取向。通过采用这种结构，能够使半透射反射膜12反射的反射光的方向向特定的方向偏离正反射的方向。其结果是，作为特定纵断面的综合反射特性，第2曲线B1周边的面反射的方向的反射率增加，也能够形成沿特定的方向集中反射光的反射特性。图7示出以入射角30°向使上述凹部31的第1曲线A沿单一的方向取向的半透射反射膜照射外光、受射角(受光角)以相对于平坦面S的正反射的方向——30°为中心从半透射反射膜的垂线位置(0°)至60°摆动时的受射角(θ°)和亮度(反射率)之间的关系。
从图7可知，各凹部31的第1曲线A1沿单一方向取向的半透射反射膜的反射特性在20°～50°之宽的范围内很高，而且比相对于平坦面S的正反射的角度——30°小的受射角上的反射率的积分值大于比正反射的角度大的受射角上的反射率的积分值。即，在受射角20°附近能够得到更大的反射强度。
通过以上结构，半透射反射型液晶显示装置1例如在白天的室外等处，如果外光N入射到液晶显示面板9上，则由金属薄膜等形成的半透射反射膜12的开口部32以外的反射区域反射，将液晶显示面板9照亮。而在夜间或黑暗的室内等外光不足的环境下，如果点亮背光源5，则从背光源5照射的照明光L透过半透射反射膜12的开口部32而照亮液晶显示面板9。这样，液晶显示装置1不管将外光及背光源5中的哪一个用作光源，都能够通过半透射反射膜12的作用以高亮度来照亮液晶显示面板9。
在本发明的第1实施方式中，点区域12a上所设的多个开口部32沿点区域12a的长度方向(在图8中为上下方向或纵向)排列来形成，并且相邻的开口部32、32之间的间隔PH1被设为明视的分辨率以下，最好被设为40μm以下，更好的是10μm以上、40μm以下，再好的是10μm以上、25μm以下。
如果相邻的开口部32、32之间的间隔PH1是能够明视的大小，则在透射显示时非开口部被看作沿横向延伸的带状的暗部。通常认为该间隔由人眼的特性——2点间的分辨角来决定，但是本申请的发明人已确认，在对比度高的显示中，即使在分辨角以下，也能够充分看清。
已经确认，如果上述间隔PH1超过40μm，则在透射显示时非开口部被看作沿横向延伸的带状的暗部，使显示品位显著降低；而且已经确认，如果在25μm以下，则被测者的90％以上在观看时不介意(不注意)。此外，最小间隔受到加工极限的制约，但是得到下述感觉测试结果如果是10μm，则被测者的100％在观看时完全不介意。
此外，沿长度方向(在图8中为上下方向或纵向)排列的多个点区域12a中邻接的2个点区域12a、12a的相邻的开口部32、32之间的间隔PH2被设为明视的分辨率以下，最好被设为40μm以下，更好的是10μm以上、40μm以下，再好的是10μm以上、25μm以下。这里将开口部32、32之间的间隔PH2设在上述范围内的理由与将上述间隔PH1设在前述范围内的理由相同。
如果上述间隔PH2是能够明视的大小，则例如在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下沿纵向(长度方向)和横向(宽度方向)分别各点亮多个点后，能够看清长度方向上相邻的开口部间，发生在显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部的现象，或者在设为反射模式的情况下沿横向点亮多个点(上侧的多个点)时，再点亮这些点下侧的多个点后，发生看起来上侧的显示向下侧偏移了半个点的现象。
黑色矩阵35的宽度WBM1的下限值由于加工上的制约，是10μm左右，所以上述间隔PH2的下限值被设为10μm左右。
此外，沿点区域12a的长度方向排列形成的多个开口部中相邻的开口部32、32的间隔PH1、和沿长度方向排列的多个点区域12a中邻接的2个点区域12a、12a的相邻的开口部32、32的间隔PH2最好被设为大致相同的大小，因为在透射模式或反射模式时产生的带状部在整个画面上是均匀的，所以在观看时也被看作是均匀的。点区域12a的开口率(多个开口部32合起来的面积S1/点区域12a的面积S0)最好在20～50％的范围内。如果开口率低于20％，则在作为半透射模式的透射模式来使用时不能得到足够的透射亮度，并且邻接的开口部的横向的间隔大，容易看清纵向的带状部。将开口部分为几个也能够改善纵向的带状部的观看，但是开口部的尺寸加工精度使开口率的精度恶化，所以开口部的最小尺寸最好在15μm以上。为了实现这种状态，最好在沿纵向3分、沿横向2分以内。为了实现这种开口，开口率最好在20％以上。这是因为，如果超过50％，则在作为半透射模式的反射模式来使用时不能得到足够的反射亮度，并且开口部的宽度大，所以在反射模式下使用时开口部容易被看作纵向的带状暗部。
下面示出点区域12a、开口部32、黑色矩阵35等的尺寸的具体例。
1个点区域12a的尺寸如图9所示被设为长度方向的长度LD1为285μm、宽度WD1为95μm，此情况下的各开口部32的尺寸被设为长度方向的长度LH1为123μm、宽度WH1为36.2μm，一个点区域12a上沿长度方向排列形成的2个开口部32、32的间隔PH1(相邻的开口部32、32的间隔PH1)被设为14μm，沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域12a、12a的相邻的开口部32、32的间隔PH2被设为25μm。考虑到层叠时的5μm左右的对准，黑色矩阵35的宽度WBM1被设为15μm。点区域12a的开口率(开口部32、32合起来的面积S1/点区域12a的面积S0)被设为33％。
本发明第1实施方式的半透射反射型液晶显示装置1包括沿长度方向(纵向)排列的2个点区域12a、12a的相邻的开口部32、32的间隔PH2被设为明视的分辨率以下的半透射反射膜12，所以即使在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下沿纵向(长度方向)和横向(宽度方向)分别各点亮多个点36，也不能看清长度方向上相邻的开口部间，所以不会发生在显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部的现象。此外，在显示模式为常黑时设为反射模式的情况下沿横向点亮多个点(上侧的多个点)时，即使再点亮这些点下侧的多个点，沿上下方向显示两行，也由于上下像素间的开口部间隔比明视间隔窄，所以不会发生上下2个像素间呈横带状反射、看起来偏移了半个点的现象(因为开口间隔在明视距离以下)。此外，在显示模式设为常白的情况下，也不会在显示之间产生带状的暗部，而且能够防止显示偏移半个点。
因此，根据本实施方式的半透射反射型液晶显示装置1，通过包括上述结构的半透射反射膜12，能够实现一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且也不会使显示偏移半个点，不管在透射模式和反射模式中的哪一种模式下显示质量都很好。
在上述实施方式中，说明了将有机膜11和半透射反射膜12设在液晶显示面板9的第1基片10的内侧(液晶层一侧)的情况，但是也可以在液晶显示面板9的第1基片10的外侧设置半透射反射膜12和有机膜11。
此外，在上述实施方式中，说明了在半透射反射膜12的各点区域12a上各设有2个开口部32的情况，但是也可以如图10所示在半透射反射膜12的各点区域12a上各设3个开口部32；作为此情况下的点区域12a、开口部32、黑色矩阵35等的尺寸的具体例，1个点区域12a的长度方向的长度LD1被设为285μm、宽度WD1被设为95μm，各开口部32的尺寸被设为长度方向的长度LH1为70μm、宽度WH1为42.6μm，一个点区域12a上沿长度方向排列形成的3个开口部32、32的相邻的开口部32、32之间的间隔PH1被设为25μm，沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域12a、12a的相邻的开口部32、32的间隔PH2被设为25μm。考虑到层叠时的5μm左右的对准，黑色矩阵35的宽度WBM1被设为15μm。点区域12a的开口率(3个开口部合起来的面积S1/点区域12a的面积S0)被设为33％。
此外，在上述实施方式中在半透射反射膜12上形成了多个凹部31，但是除此以外，也完全同样能够应用于例如如图18所示在半透射反射膜71的表面上形成了许多微细的凸部72的情况。
此外，在上述实施方式中说明了将半透射反射膜设在无源矩阵型液晶显示装置上的情况，但是本发明的半透射反射膜也能够设在将TFT元件或TFD等用作开关元件的有源矩阵型液晶显示装置上，在此情况下也能得到本发明的效果。
在本发明第2实施方式中，点区域12a上所设的2个开口部32、32沿点区域12a的长度方向(在图11中为上下方向或纵向)排列来形成，并且相邻的开口部32、32之间的间隔PH1被设为明视的分辨率以下，最好被设为40μm以下，更好的是10μm以上、40μm以下，再好的是10μm以上、25μm以下。
如果相邻的开口部32、32之间的间隔PH1是能够明视的大小，则在透射显示时非开口部被看作沿横向延伸的带状的暗部。通常认为该间隔由人眼的特性——2点间的分辨角来决定，但是本申请的发明人已确认，在对比度高的显示中，即使在分辨角以下，也能够充分看清。
已经确认，如果上述间隔PH1超过40μm，则在透射显示时非开口部被看作沿横向延伸的带状的暗部，使显示品位显著降低；而且已经确认，如果在25μm以下，则被测者的90％以上在观看时不介意。此外，最小间隔受到加工极限的制约，但是得到下述感觉测试结果如果是10μm，则被测者的100％在观看时完全不介意。
此外，如图11所示沿长度方向排列的多个点区域12a中的邻接的2个点区域12a、12a上邻接的长度方向的端部的开口部32、32之间经连结用开口部32e连通而形成了长开口部32g，换言之，沿图11的纸面的上下方向排列的2个点区域12a、12a上一个(下侧)点区域12a的上侧的开口部32b和另一个(上侧)点区域12b的下侧的开口部32c经连结用开口部32e相连而构成一个长开口部32g。连结用开口部32e被形成在沿长度方向排列的多个点中的邻接的点间所设的黑色矩阵35的下侧的区域(黑色区域)上。即，长开口部32g被设置得连通黑色区域。
本实施方式的半透射反射膜12的特征在于，在点区域12a上排列形成2个开口部32，而且相邻的开口部32、32的间隔被设为明视的分辨率以下，并且点区域12a上形成的2个开口部32、32中的点区域的长度方向(上下方向或纵向)的两端配置的开口部32、32连通设有黑色区域的部分。
在沿上下方向排列的2个点区域12a、12a上邻接的长度方向的端部的开口部32、32之间未连通的情况下，如果这些开口部32、32的间隔过宽(例如是能够明视的大小)，则在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下沿纵向(长度方向)和横向(宽度方向)分别各点亮多个点后，能够看到长度方向上相邻的开口部间，发生在显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部的现象。
点区域12a的开口率(2个开口部32合起来的面积S1/点区域12a的面积S0)最好在20～50％的范围内。如果开口率低于20％，则在作为半透射模式的透射模式来使用时不能得到足够的透射亮度，并且邻接的开口部的横向的间隔大，容易看清纵向的带状部。将开口部分为几个也能够改善纵向的带状部的观看，但是开口部的尺寸加工精度使开口率的精度恶化，所以开口部的最小尺寸最好在15μm以上。为了实现这种状态，最好在沿纵向3分、沿横向2分以内。为了实现这种开口，开口率最好在20％以上。这是因为，如果超过50％，则在作为半透射模式的反射模式来使用时不能得到足够的反射亮度，并且开口部的宽度大，所以在反射模式下使用时开口部容易被看作纵向的带状暗部。
下面示出点区域12a、开口部32、黑色矩阵35等的尺寸的具体例。1个点区域12a的尺寸如图12所示被设为长度方向的长度LD1为285μm、宽度WD1为95μm，此情况下的各开口部32的尺寸被设为长度方向的长度LH1为128μm、宽度WH1为35μm，一个点区域12a上沿长度方向排列形成的2个开口部32、32的间隔PH1(相邻的开口部32、32的间隔PH1)被设为14μm，另外，长开口部32g的长度方向的长度LH2被设为271μm。黑色矩阵35的宽度WBM1在此情况下被设为15μm，但是也可以比15μm细，也可以是10μm。点区域12a的开口率(开口部32、32合起来的面积S1/点区域12a的面积S0)被设为33％。
本实施方式的半透射反射型液晶显示装置1包括沿点区域12a的长度方向(纵向)排列形成2个开口部32、并且相邻的开口部32、32之间的间隔PH1被设为明视的分辨率以下、而且沿长度方向排列的多个点区域中的邻接的点区域12a、12a上邻接的长度方向的端部的开口部32、32之间连通的半透射反射膜12，所以即使在显示模式为常黑时设为透射模式的情况下沿纵向(长度方向)和横向(宽度方向)分别各点亮多个点36，也不能看清长度方向上相邻的开口部间，所以不会发生在显示之间能看到沿横向延伸的带状的暗部的现象。此外，在显示模式为常黑时设为反射模式的情况下沿横向点亮多个点(上侧的多个点)时，即使再点亮这些点下侧的多个点，沿上下方向显示两行，也由于上下像素间的开口部间隔比明视间隔窄，所以不会发生上下2个像素间呈横带状反射、看起来偏移了半个点的现象(因为开口间隔在明视距离以下)，所以不会发生看起来上侧的显示向下侧偏移了半个点的现象。此外，在显示模式设为常白的情况下，也不会在显示之间产生带状的暗部，而且能够防止显示偏移半个点。
因此，根据本实施方式的半透射反射型液晶显示装置1，通过包括上述结构的半透射反射膜12，能够实现一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且也不会使显示偏移半个点，不管在透射模式和反射模式中的哪一种模式下显示质量都很好。
在上述实施方式中，说明了将有机膜11和半透射反射膜12设在液晶显示面板9的第1基片10的内侧(液晶层一侧)的情况，但是也可以在液晶显示面板9的第1基片10的外侧设置半透射反射膜12和有机膜11。此外，在上述实施方式中，说明了如图11所示在各点区域12a上各设有2个开口部32的半透射反射膜12，但是也可以是图13～图17所示的半透射反射膜。
图13的半透射反射膜12在各点区域12a上各设有3个开口部32，在此情况下，上侧的开口部32b和下侧的开口部32c之间的开口部32是独立的开口部。作为在半透射反射膜12的各点区域12a上各设有3个开口部32的情况下的点区域12a、开口部32、黑色矩阵35等的尺寸的具体例，1个点区域12a的长度方向的长度LD1被设为285μm、宽度WD1被设为95μm，此情况下的各开口部32的尺寸被设为长度方向的长度LH1为80μm、宽度WH1为37μm，一个点区域12a上沿长度方向排列形成的3个开口部中的相邻的开口部32、32的间隔PH1被设为15μm，长开口部32g的长度方向的长度LH2被设为175μm。黑色矩阵35的宽度WBM1在此情况下被设为15μm，但是也可以比15μm细，也可以是10μm。点区域12a的开口率(3个开口部合起来的面积S1/点区域12a的面积S0)被设为33％。
图14的半透射反射膜在各点区域12a上各设有4个开口部42。该半透射反射膜在各点区域12a的各角部设有开口部42，而且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下，并且点区域12a的各角部所设的开口部42与该点区域12a的上侧或下侧的点区域12a的角部的开口部42、右侧或左侧的点区域12a的角部的开口部42、以及斜上或下的点区域12a的角部的开口部42连通，即，在与黑色矩阵35的交点及其周围对应的位置上设有4个开口部42连通而成的长开口部42g。长开口部42g被设置得连通与黑色矩阵35对应的黑色区域。
图14的半透射反射膜是下述类型的点区域的长度方向(上下方向或纵向)的两端及宽度方向(左右方向或宽度方向)的两端配置的开口部连通设有黑色区域的部分。
图15的半透射反射膜在各点区域12a上各设有4个开口部52。该半透射反射膜在各点区域12a的左右方向的两端沿上下方向分别设有2个开口部52，而且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下，并且点区域12a上所设的开口部52与该点区域12a的右侧或左侧上配置的点区域12a的左侧或右侧的端部的开口部52连通，即，在与左右方向上邻接的点区域12a、12a之间的纵黑色矩阵35a及其近旁对应的位置上设有2个开口部52连通而成的开口部52g。开口部52g被设置得连通设有与纵黑色矩阵35a对应的黑色区域的部分。
图15的半透射反射膜是下述类型的点区域的长度方向(上下方向或纵向)的两端及宽度方向(左右方向或宽度方向)的两端配置的开口部连通设有黑色区域的部分。
包括图15的半透射反射膜的半透射型液晶显示装置的滤色片也可以是设有纵黑色矩阵35a的类型。
图16的半透射反射膜在各点区域12a上各设有2个开口部62。该半透射反射膜在各点区域12a的长度方向的两端设有开口部62、62，而且沿长度方向相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下，并且点区域12a上所设的开口部62与该点区域12a的上侧或下侧配置的点区域12a的下侧或上侧的端部的开口部62连通，即，在与上下方向上邻接的点区域12a、12a之间的横黑色矩阵35b对应的位置上设有2个开口部62连通而成的长开口部62g。长开口部62g被设置得连通黑色区域。
图16的半透射反射膜是下述类型的点区域的长度方向(上下方向或纵向)的两端配置的开口部连通设有与横黑色矩阵35b对应的黑色区域的部分。
包括图16的半透射反射膜的半透射型液晶显示装置的滤色片也可以是设有横黑色矩阵35b的类型。
图17的半透射反射膜在各点区域12a上各设有4个开口部82。该半透射反射膜在各点区域12a的左右方向的两端近旁沿上下方向分别设有2个开口部82，而且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下，并且点区域12a上所设的开口部82与该点区域12a的上侧或下侧配置的点区域12a的下侧或上侧的端部的开口部82连通，即，在与上下方向上邻接的点区域12a、12a之间的横黑色矩阵35b及其近旁对应的位置上设有2个开口部82连通而成的长开口部72g。长开口部82g被设置得连通与横黑色矩阵35b对应的黑色区域。
图17的半透射反射膜是下述类型的点区域的长度方向(上下方向或纵向)的两端及宽度方向(左右方向或横向)的两端配置的开口部连通设有黑色区域的部分。
包括图17的半透射反射膜的半透射型液晶显示装置的滤色片也可以是设有横黑色矩阵35b的类型。
此外，在上述实施方式中在半透射反射膜12上形成了多个凹部31，但是除此以外，也完全同样能够应用于例如如图18所示在半透射反射膜71的表面上形成了许多微细的凸部72的情况。此外，在上述实施方式中说明了将半透射反射膜设在无源矩阵型液晶显示装置上的情况，但是本发明的半透射反射膜也能够设在将薄膜晶体管(Thin Film Transistor)或薄膜二极管(Thin-Film Diode)等用作开关元件的有源矩阵型液晶显示装置上，在此情况下也能得到本发明的效果。
权利要求
1.一种半透射反射膜，被设在液晶显示面板的内侧或外侧，上述液晶显示面板在一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极、包括由该对置的电极规定的多个像素，上述半透射反射膜在表面上形成了许多微细的凹部或凸部，并且在与上述各像素包括的各点对应的点区域上形成了多个透射来自从上述液晶显示面板的背面一侧照明的照明装置的光的开口部，其特征在于，上述多个开口部被排列形成在上述点区域，并且相邻的开口部的间隔被设为明视的分辨率以下。
2.如权利要求1所述的半透射反射膜，其特征在于，沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔，被设在明视的分辨率以下。
3.如权利要求2所述的半透射反射膜，其特征在于，上述点区域上排列形成的多个开口部中相邻的开口部的间隔被设为40μm以下，而且沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔被设为40μm以下。
4.如权利要求2所述的半透射反射膜，其特征在于，上述点区域上排列形成的多个开口部中相邻的开口部的间隔、和沿长度方向排列的多个点区域中邻接的2个点区域的相邻的开口部的间隔，被设为基本相同的大小。
5.如权利要求2所述的半透射反射膜，其特征在于，在上述液晶显示面板的各像素中包括发红、绿、蓝色光的3个点。
6.一种半透射反射型液晶显示装置，包括液晶显示面板，在一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极，包括由该对置的电极规定的多个像素；和照明装置，从背面一侧对上述液晶显示面板进行照明；其特征在于，在上述液晶显示面板的内侧或外侧设有权利要求2所述的半透射反射膜。
7.如权利要求1所述的半透射反射膜，其特征在于，形成了将设有黑色区域的部分连通的开口部。
8.如权利要求7所述的半透射反射膜，其特征在于，上述点区域上排列形成的多个开口部中相邻的开口部的间隔被设为40μm以下。
9.如权利要求7所述的半透射反射膜，其特征在于，在上述液晶显示面板的各像素中包括发红、绿、蓝色光的3个点。
10.一种半透射反射型液晶显示装置，包括液晶显示面板，在一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极，包括由该对置的电极规定的多个像素；和照明装置，从背面一侧对上述液晶显示面板进行照明；其特征在于，在上述液晶显示面板的内侧或外侧设有权利要求7所述的半透射反射膜。
11.如权利要求7所述的半透射反射型液晶显示装置，其特征在于，在上述液晶显示面板的各像素中包括发红、绿、蓝色光的3个点，在各点的周围形成黑色矩阵，该黑色矩阵的宽度被设为10μm以上、25μm以下。
全文摘要
提供一种半透射反射型液晶显示装置，不会在显示之间产生带状的暗部，而且能够防止显示偏移半个点。由下述部分组成液晶显示面板，在一对基片间设有夹着液晶而相互对置的电极，包括由该对置的电极规定的多个像素；半透射反射膜，被设在该显示屏的内侧；以及照明装置，被设在该显示屏的背面一侧。上述半透射反射膜在表面上形成了许多微细的凹部或凸部，并且在与上述各像素包括的各点对应的点区域(12a)上形成了多个透射光的开口部(32)，多个开口部(32)被排列形成在点区域(12a)上，并且相邻的开口部(32、32)的间隔P
文档编号G02F1/133GK1609674SQ20041008819
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月21日 优先权日2003年10月21日
发明者曾根竹彦 申请人:阿尔卑斯电气株式会社