液晶显示元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种液晶显示元件，具有接近相向配置的一对基板、填充在其间隙内的液晶层以及背光板。在配置于背光板侧的基板上，设置具有开口部的反射板和聚光装置。该液晶显示元件无论在进行透过显示还是进行反射显示时，都能进行明亮、优质的显示。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在透过·反射切换型液晶显示元件中，无论在透过显示时还是反射显示时，都能进行明亮、优质的显示的。
技术介绍
近年来，由于具有小型、薄型、轻量、消耗功率低等优点，所以使用液晶的显示元件正在受到重视。成为当前主流的液晶显示元件是在显示元件的背面设置背光板，利用该背光板作为光源的透过型液晶显示元件。但是，最近通过利用外部光而能实现低消电化、小型化、轻量化、低成本化的反射型液晶显示元件逐渐被移动设备所采用。但是，这些反射型液晶显示元件在明亮的场所的目视性优良，但由于在较暗的场所，不能确保充足的外部光，所以存在难以判别显示的缺点。因此，在反射型液晶显示元件的显示侧设置灯，在较暗的场所通过点灯来补充外部光的前光(front light)方式等的液晶显示元件被提出。但是，在前光方式中，存在由于界面反射而使得显示不鲜明的问题。另一方面，在反射板上设置微小的开口部和背光板，切换反射和透过而显示的液晶显示元件也正在被开发。但是，为了使透过显示变得明亮，必须增大设在反射板上的开口部的面积比例，所以存在由于反射板面积减小而使反射显示变暗的问题。因此，在特开2000-039612号公报中，公开了一种将高折射率的球状物质埋设在设于反射板上的微小开口部中的方法。如果采用这些方法，可以使实际透过开口部的光量增加，所以能提高透过显示的明亮度。此外，通过将反射板的面积设计得较大，能够提高反射显示的明亮度。此外，在特开2000-298267号公报中，公开了一种在具有背光部的反射·透过切换型的液晶显示元件中，在反射层上设置成为空孔的开口部，在反射层和背光层之间设置微透镜的方式。借助于该方式，可以在透过·反射两者中进行明亮的显示。综上所述，使明亮的透过显示和反射显示兼容的尝试近年来盛行起来。如上所述，可以认为在提高透过显示和反射显示的亮度的基础上，在设于反射板上的开口部使来自背光板的光汇聚的方法是有效的。但是，在特开2000-039612号公报所公开的技术中，将设于开口部的反射板设置在贴在液晶显示元件基板外侧的偏光板的更外侧。在该结构中，特别是在进行反射显示时，基板的厚度会影响视差，所以会发生看到双重显示等问题，显示品质不好。此外，由于在设于反射板上的微小开口部中设置了高折射率物质，所以高折射率物质层与反射板的距离不可能最佳。与此相对，在一般的液晶显示元件用的背光板中，为了确保一定的视角，被设计为发出扩散较大的光。该扩散光仅靠设在反射板的开口部中的高折射率物质层不能充分汇聚。因此，难以实现足够明亮的透过显示。此外，由于外部反射板必须在偏光板贴合之后进行贴合，所以难以高精度地进行对准，因此存在透过反射显示特性低下的问题。因此，特开2000-039612号公报所公开的的技术实际上无法同时实现足够明亮且优质的透过显示和反射显示。为了实际获得足够好的特性，需要反射板的内置化、高折射率物质层与反射板之间的距离的最佳化、反射板与像素之间的对准的高精度化等方法。基于上述原因，例如在特开2000-298267号公报中，公开了反射板的内置化、反射板与像素的对准的高精度化的方法。由于反射板设在透明电极上，不会产生外部反射板情况下发生的视差，所以能提高显示品质。此外，由于开口部是通过对设在透明电极上的反射板进行蚀刻而加工形成的，所以利用后面工序的贴合方法，可以高精度地进行对准。但是，由于在外部存在用作背光板的聚光装置的微透镜板，所以存在难以进行贴合时的高精度对准的缺点，此外，由于在微透镜板和反射板之间存在阵列基板，所以存在受到阵列基板的影响而不能使聚光充分最佳化的缺点。本专利技术就是鉴于上述问题而通常的，其目的在于提供一种在进行透过显示或进行反射显示时能进行明亮、优质显示的新的。
技术实现思路
本专利技术的液晶显示元件，具有接近相向配置的一对基板、填充在一对基板间隙内的液晶层以及背光板，其特征在于，在配置于背光板侧的基板上，设置具有开口部的反射板和聚光装置。采用本结构，反射板和微透镜设在基板的同一侧，并且是设在液晶侧，由此可以实现反射板的内置化、微透镜与反射板间的距离的最佳化、反射板的开口部与微透镜的对准的高精度化。即，在一个基板的液晶侧形成微透镜时，在利用例如湿蚀刻法作为形成法的情况下，可以利用光刻法制造蚀刻用的掩模。然后，在形成反射板时，可以利用光刻法形成开口部，所以能实现对准的高精度化。此外，在通过在形成反射板之前在微透镜上形成外涂层或贴合防护玻璃，可以实现微透镜与反射板的距离的最佳化。该最佳化的效果在使用发出扩散光的背光板的情况下是特别有利的。因此，在透过显示和反射显示时都能进行明亮、优质的显示。此外，由于将反射板和微透镜内置，所以能实现薄型、轻量化。作为微透镜的替代，形成纵型波导的方法也是有效的。采用本结构，垂直于基板平面入射的背光板的光借助于纵型波导，而高效地在反射板的开口部汇聚，所以能获得明亮的透过显示。由此，由于能减小反射板的开口部，所以能使反射显示更明亮。与使用微透镜的情况相比，其特征在于对背光板的定向特性的依赖性较小。特别是在扩散光的情况下，能比使用微透镜时更高效地聚光，所以是有利的。纵型波导在一个基板的液晶侧形成，可以使用与微透镜同样的形成方法。纵型波导的形状优选设定锥角，使得光从背光板的入射侧向出射侧汇聚。在波导的界面上设置金属膜，可以实现更高的效率。此外，可以形成横型波导来代替纵型波导。在该情况下，平行于基板平面而入射的背光板的光借助于横型波导在反射板的开口部更高效地汇聚，所以能获得明亮的透过显示。由此，可以使反射板的开口部变小，所以能使反射显示明亮。此外，通过在波导界面设置金属膜，入射到反射板的开口部的外部光被波导金属反射膜反射，所以能使反射显示时的亮度最大。此外，在基板不是透明的情况下也适用。横型波导在一个基板的液晶侧形成，其形成方法与微透镜或纵型波导的情况相比比较容易，所以能低成本地制造。虽然只要在基板上涂覆高折射率材料就能形成波导，但实际上不满足全反射条件的入射光会从波导中泄漏，使效率下降，所以优选在波导的界面上形成金属膜。在形成金属膜的情况下，由于与在基板平面上涂覆的材料的折射率无关，所以在材料的选择范围宽是有利的。在反射板一侧的端部界面的金属膜面上，与反射板的开口部相配合而设置开口部，从这里射入入射光。在上述纵型或横型波导的入射侧或出射侧也可以设置微透镜。通过在入射侧设置微透镜，可以使入射到波导的光的效率更高。通过在出射侧设置微透镜，可以将从波导射出的光高效地导出到反射板的开口部。此外，可以设置全息图来聚光，以代替上述微透镜。优选全息图的聚光图形设计得使背光板的光在反射板的开口部高效地被汇聚。可以将记录有如上述设计的全息图形的薄板贴在一个基板的液晶侧，但先贴合记录前的薄板，然后记录全息图形，可以实现高精度的对准，所以优选。由于不使用蚀刻等方法，所以容易制造，从而能以低成本实现。通过上述这样的结构，可以提供无论在透过显示还是反射显示时，都能进行明亮、优质显示的。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的剖视图。图2是在图1的第一实施方式中，背光板的定向特性为扩散光时的示意图。图3是在图1的第一实施方式中，背光板为点光源时的示意图。图4是表示第二实施方式的剖视图。图5是在第二实施方式中，在入射侧设置微透镜时的示意图。图6是表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示元件，具有接近相向配置的一对基板、填充在一对基板间隙内的液晶层以及背光板，其特征在于，在配置于背光板侧的基板上，设置具有开口部的反射板和聚光装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上原伸一，住吉研，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]