液晶显示元件的制作方法

液晶显示元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种液晶显示元件，其即使是常黑模式也减少虚影，且显示品质良好。该液晶显示元件是在显示面上显示规定的图文(50)的段码显示型、无源驱动方式且常黑模式的液晶显示元件，该液晶显示元件具有液晶层(5)、第1基板(1F)、第2基板(1R)、将从液晶层(5)侧入射的光进行反射的反射层(40)。第2基板(1R)的厚度与构成图文(50)的段码形状之中具有最细宽度的段码形状的宽度大致一致，及/或第2基板(1R)的厚度是0.7mm以下。
【专利说明】液晶显示元件

【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示元件。

【背景技术】
[0002]作为液晶显示元件，已知有例如专利文献I中所公开的液晶显示元件。该液晶显示元件按照下述方式构成:显示图案数受到限制的段码显示型、无源驱动方式且背景色为白色的所谓常白(NW)模式的液晶显示元件。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特许第4801291号公报


【发明内容】

[0006]发明想要解决的课题
[0007]然而，广泛被使用于屋外用途等的液晶显示元件，在构成方式上，通常是即使发生外部光的反射也能识别出显示图文的半透射型(或反射型)。关于这样地在屋外用途等中所使用的液晶显示元件，如专利文献I中的液晶显示元件那样，NW模式是主流。其理由在于，背景色由黑色构成的常黑(NB)模式的液晶显示元件中存在有如下的问题:从背景区域入射的外部光之中的从显示图文的形成区域出射的光会成为映影而被用户看到(产生虚影)，导致显示品质降低(参照图8(c)的段码影S2)。然而，考虑到观感的高级感，现实中存在有用户要求开发出NB模式的液晶显示元件的情况。
[0008]本发明鉴于上述实际情况而开发，其目的在于提供一种液晶显示元件，该液晶显示元件即使是常黑模式也能减少虚影，显示品质良好。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]为了实现上述目的，本发明的第I观点的液晶显示元件为在显示面上显示规定的图文的段码显示型、无源驱动方式且常黑模式的液晶显示元件，其具有:
[0011]液晶层；
[0012]第I基板，该第I基板位于前述液晶层的前述显示面侧；
[0013]第2基板，该第2基板夹持前述液晶层，并与前述第I基板相对；
[0014]电极，该电极位于前述第I基板与前述第2基板各自的前述液晶层侧，并且用于显示前述规定的图文而设置；
[0015]反射层，该反射层位于前述第2基板的与前述液晶层侧相反的一侧，并且将从前述液晶层侧入射的光进行反射；
[0016]前述第2基板的厚度与构成前述图文的段码形状之中具有最细宽度的段码形状的宽度大致一致。
[0017]为了实现上述目的，本发明的第2观点的液晶显示元件为在显示面显示规定的图文的段码显示型、无源驱动方式且常黑模式的液晶显示元件，其具有:[0〇18] 液晶层；
[0019]第I基板，该第I基板位于前述液晶层的前述显示面侧；
[0020]第2基板，该第2基板夹持前述液晶层，并与前述第I基板相对；
[0021]电极，该电极位于前述第I基板与前述第2基板各自的前述液晶层侧，并且用于显示前述规定的图文而设置；
[0022]反射层，该反射层位于前述第2基板的与前述液晶层侧相反的一侧，并且将从前述液晶层侧入射的光进行反射；
[0023]前述第2基板的厚度是0.7mm以下。
[0024]发明的效果
[0025]本发明可提供一种液晶显示元件，其即使是常黑模式也能减少虚影，显示品质良好。

【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1是本发明的第I实施方式的液晶显示元件的概略剖视图。
[0027]图2(a)是表示液晶显示元件所显示的图文与构成该图文的形状的一个例子的图。图2(b)模式地表示液晶显示元件在图2(a)中示出的A-A线剖视图的图。
[0028]图3是用于说明本实施方式的间隔物的功能的图，并且是表示因间隔物的移动而在基板上产生了损伤的液晶显示元件的显微镜照片的图。
[0029]图4是表示第I实施方式的液晶显示元件的实施例1以及实施例2和比较例中的视角与透射亮度的关系的曲线图的图。
[0030]图5是用于说明视角的模式图。
[0031]图6是表示在ON电压施加时的透射亮度为最大时的视角与反射率与识别性的关系的汇总表的图。
[0032]图7 (a)是表示图4所示的实施例1的液晶显示元件的显示面的照片的图。图7 (b)是表示图4所示的实施例2的液晶显示元件的显示面的照片的图。图7(c)是表示图4所示的比较例中的液晶显示元件的显示面的照片的图。
[0033]图8(a)是表示第2基板的板厚与虚影的关系的汇总表的图。
[0034]图8(b)是表示第I实施方式的液晶显示元件的一个实施例的显示面的照片的图。图8(c)是表示比较例中的液晶显示元件的显示面的照片的图。
[0035]图9(a)是表示段码宽度和外部光入射角和第2基板的板厚的关系的曲线图的图。图9(b)是表示在段码宽度为0.2mm的情况下的外部光入射角与第2基板的板厚的关系的汇总表的图。图9(c)是表示在段码宽度为0.4mm的情况下的外部光入射角与第2基板的板厚的关系的汇总表的图。
[0036]图10(a)是用于说明第2实施方式的液晶显示元件所具备的补强构件的图。图10(b)是变形例中的补强构件的俯视图，用于说明补强构件的开口部与液晶显示元件的显示区域的关系的图。
[0037] 图11是表示成为图4的曲线图之基础的数据表的图。

【具体实施方式】
[0038]参照附图而说明本发明的一个实施方式。
[0039]予以说明，在以下，将规定的构成要素中的液晶显示元件的显示面方向(液晶显示元件的识别者的方向)设为“顶”，将其相反方向设为“底”，进行说明。
[0040]1.第I实施方式
[0041]图1所示的第I实施方式的液晶显示元件100是无源驱动方式、背景色为黑色的常黑(NB)模式、且为段码显示型的液晶显示元件，按照设想在屋外使用(例如搭载于摩托车等双轮车)而构成。
[0042]液晶显示元件100具有液晶面板10、一对偏光滤波器20以及30、反射层40。
[0043]液晶面板10具有:相互相对的一对第I基板IF以及第2基板IR ;形成于各个基板的相互相对的内表面(相对面)的第I电极2F以及第2电极2R ;按照将这些电极覆盖的方式形成的第I取向膜3F以及第2取向膜3R ;用于将第I基板IF和第2基板IR进行接合的密封材料4 ;封入于由第I基板IF和第2基板IR和密封材料4形成的空间的液晶层5 ;用于将液晶层5的厚度(液晶盒厚度)保持为一定的间隔物6。
[0044]第I基板1F、第2基板IR分别是例如由玻璃、塑料等构成的透明基板。第I基板IF和第2基板IR是按照夹持液晶层5而相对、且相互的主表面是平行的方式配置。第I基板IF位于液晶面板10的顶侧，第2基板IR位于液晶面板10的底侧。
[0045]第I基板IF的板厚例如设定为1.1mm左右。第2基板IR的板厚按照小于第I基板IF的板厚的方式进行设定。具体而言，第2基板IR的板厚按照下述方式设定，该方式为，与构成液晶显示元件100的显示面101 (参照图5)所显示的规定的图文的段码形状之中具有最细宽度的段码形状的宽度大致一致(也包括恰好一致)(具体而言，作为一个例子，按照在0.6mm以下的范围大致一致的方式)。另外，第2基板IR的板厚也可以为0.7mm以下。进一步，关于第2基板IR的板厚，优选按照满足0.15mm以上0.4mm以下的条件的方式进行设定。这样地设定的理由在后面详述。
[0046]第I电极2F、第2电极2R分别由将光透射的透明电极形成，该透明电极由以氧化铟为主要成分的ITO(Indium Tin Oxide)膜等构成。第I电极2F是在第I基板IF的底侧的面上、第2电极2R是在第2基板IR的顶侧的面上，通过公知方法(溅射、蒸镀、蚀刻等)而形成。予以说明，第I电极2F以及第2电极2R也可利用包含聚噻吩等π共轭系导电性高分子的材料而形成。另外，根据需要，也可设置分别将第I电极2F、第2电极2R覆盖的绝缘膜。
[0047]第I电极2F以共用电极的方式构成，第2电极2R以段电极的方式构成。在两电极中，以无源驱动方式施加电压。即，液晶面板10以段码显示型并且无源驱动方式的液晶面板的方式构成。予以说明，第I电极2F也可以以段电极的方式构成，第2电极2R也可以以共用电极的方式构成。
[0048]关于液晶显示元件100，在基板法线方向上的两电极重叠的区域中，显示规定的图文，该规定的图文表示出记号(包含文字、数字)、图形、或它们的组合。具体而言，在背景色为黑色的显示面101中，将外部光等光导入于对两电极施加了 ON电压的区域，从而使得液晶显示元件100以白色显示规定的图文(后述如何显示)。
[0049]将显示于显示面101的规定的图文的一个例子示于图2(a)。该图中示出了液晶显示元件100在显示面101显示有“km/1”这样的图文50的例子。该图文50由显示“k”这样的文字的段码形状51、显示“m”这样的文字的段码形状52、显示“/”这样的记号的段码形状53、以及显示“I”这样的文字的段码形状54构成。通过这些段码形状的组合，识别者可根据所显示出的图文50而识别“km/1”这样的单位。予以说明，此处段码形状是指由背景区域B所包围的形状(独立的一个形状)。
[0050]回到图1，第I取向膜3F、第2取向膜3R各自与液晶层5接触，它们是用于将液晶层5所包含的液晶分子的取向状态进行规定的取向膜，例如通过利用公知方法(例如柔版印刷)由聚酰亚胺形成。第I取向膜3F按照从底侧覆盖第I电极2F的方式形成，第2取向膜3R按照从顶侧覆盖第2电极2R的方式形成。
[0051]对于第I取向膜3F以及第2取向膜3R，实施了摩擦处理。第I取向膜3F的摩擦方向与第2取向膜3R的摩擦方向为大致正交(也包括恰好正交)。利用这样地实施了摩擦处理的两取向膜，从而将液晶层5所包含的液晶分子的取向方向进行规定。予以说明，施加于第I取向膜3F以及第2取向膜3R的取向处理也可通过光取向处理、突起取向处理等其它的公知的处理而进行。
[0052]关于液晶层5，通过向由密封材料4和两个基板所形成的密闭空间中封入液晶材料从而形成，该密封材料4用于将一对第I基板IF和第2基板IR进行接合。封入的液晶材料例如是折射率各向异性Λη为0.09左右的用于TN(Twisted Nematic (扭曲向列))的向列型液晶。关于液晶层5的液晶分子，在第I取向膜3F以及第2取向膜3R的取向规制力的作用下，其长轴的朝向在液晶层5的第I基板IF侧的端部和第2基板IR侧的端部扭转90°，并且按照从一侧的基板侧向另一侧的基板侧逐渐一点一点地旋转(旋回)的方式进行取向(手性结构)。通过这样操作而使得没有施加电压时的液晶层5具有手性。予以说明，在后面通过变形例进行说明，液晶层5不限于TN型液晶，但是在本实施方式中，为了容易理解液晶显示元件100的构成,故以液晶显示元件100为TN型构成的方式进行说明。
[0053]间隔物6是将液晶层5的厚度(液晶盒厚度)保持为一定的同时、即使施加振动也不易移动的固着型间隔物。该间隔物6通过加热而固着于第I基板IF与第2基板IR之间。在本实施方式中，利用间隔物6将液晶盒厚度保持于6.0ym左右。作为固着型间隔物，例如可使用 Sekisui Fine Chemical C0., Ltd.制的 SP-2063AC4。
[0054]然而，通常，在液晶面板中，一对基板的板厚设定为相同(例如顶侧基板、底侧基板均为1.1mm左右)。然而，在本实施方式的液晶面板10中，如前述那样，作为底侧基板的第2基板IR的板厚被设定为小于第I基板IF的板厚。这样地使基板变薄时，则会因振动而在第2基板IR上发生图3所示的丝状的损伤(间隔物损伤SI)。为了减少或者抑制因这样操作而发生的间隔物损伤SI，因而在本实施方式中使用了固着型的间隔物作为间隔物
6。由此，即使将液晶显示元件100在屋外使用(例如即使搭载于摩托车等双轮车、被施加振动的场合)，也不易发生间隔物损伤SI，可良好保持显示品质。
[0055]予以说明，防止间隔物发生移动的方法不限于使用固着型间隔物。
[0056]间隔物6也可以为由感光性树脂材料等形成的光间隔物。
[0057]关于偏光滤波器20、30，将从顶面侧或底面侧所入射的光按照沿正交于吸收轴的透射轴的直线偏光的方式出射。将偏光滤波器20配置于第I基板IF的顶侧,将偏光滤波器30配置于第2基板IR的底侧。偏光滤波器20和30按照各自所具有的光轴(透射轴或吸收轴)成为相互大致平行(也包括恰好平行)的方式配置(平行尼科尔配置)。
[0058]反射层40是将从顶侧入射的光反射并且将来自底侧的光透射的半反射层，通过由铝等形成的半透半反镜等构成。该反射层40也可以通过直接形成于偏光滤波器30的底面上从而制成与偏光滤波器30为一体的反射层。在此情况下，作为带有反射层40的偏光滤波器30，例如可利用Polatechno C0.，Ltd.制的SKN18243HN33的偏光板(带有半反射膜)。另一方面，作为偏光滤波器20，例如可利用Polatechno C0., Ltd.制的SKN18243T的偏光板。
[0059]在液晶显示元件100的底侧(即，反射层40的底侧)，配设有未图示的背光源。该背光源是面状地出射规定的光、从底侧照射液晶显示元件100的光源，例如通过组合发光二极管与导光构件而构成。背光源是在液晶显示元件100进行透射显示时所使用的背光源。即，本实施方式的液晶显示元件100以半透射型(也称作半反射型)的液晶显示元件的方式构成。
[0060]包含以上的构成的液晶显示元件100如以下那样进行显示。
[0061]关于本实施方式的液晶显示元件100，由于主要是用来减少在不使用前述背光源的照明的状态下进行反射显示之时的虚影，因而此处对反射显示进行说明。
[0062](黑显示)
[0063]在液晶显示元件100中，将低于使液晶分子开始行动的阈值电压的电压值设定为OFF电压。于是，即使施加OFF电压，液晶分子也是实质上与基板面平行的状态。S卩，在施加了 OFF电压的区域，液晶层5是具有手性的状态。因此，在该区域中，从液晶显示元件100的顶侧入射并且通过偏光滤波器20而变为直线偏光的外部光，在通过液晶层5时，则因液晶层5的手性而偏斜约90°偏光方向。于是，通过了液晶层5的光无法通过光轴与偏光滤波器20大致为平行的偏光滤波器30。通过这样操作，液晶显示元件100将背景显示为黑色(NB模式)。
[0064](白显示)
[0065]另一方面，在施加了 ON电压的区域，液晶层5的液晶分子按照沿着电压的施加方向(基板法线方向)的方式取向，失去其手性，故通过了偏光滤波器20的直线偏光的偏光方向即使通过液晶层5也几乎不变化。因此，通过了液晶层5的光通过光轴与偏光滤波器20大致平行的偏光滤波器30，由反射层40反射。基于同样的理由，由反射层40反射了的光可从液晶显示元件100的底侧，能依次通过偏光滤波器30、液晶层5、偏光滤波器20。该反射光进入识别者的眼睛，由此白色地显示规定的图文。
[0066]另外，关于由以上的构造构成的液晶显示元件100，按照下述方式构成，该方式为，ON电压施加时(0N时)的透射亮度(以下亦简称为“0N亮度”)的视角特性为以正面为中心而大致对称。这样构成的理由在以下叙述。
[0067]在无源驱动方式的液晶显示元件中，如图4所示的比较例那样，ON时的透射亮度的视角特性容易变成以正面为中心的非对称。在无源驱动方式中，虽然以高电平驱动液晶显示元件，但是该情况下的驱动电压基于透射率而设定，OFF电压的实效值由占空比确定。视角特性容易变成非对称的原因在于，这样地在ON-OFF电压差方面存在限制时，则液晶分子在电压施加方向上不充分地行动。
[0068]视角是指，识别者的视线方向相对于液晶显示元件100的显示面101的法线方向的方位角(显示面101的法线N与视线E形成的角α。参照图5)。
[0069]此处,如图5所示那样,将正视着液晶显示元件100的(从正面观察显示面101)识别者所观察到的沿上下方向的轴设为Y轴，将沿着左右方向的轴设为X轴，将与X轴以及Y轴正交的轴设为Z轴(即，X-Y平面与显示面101平行，Z轴方向为显示面101的法线方向)。另外，将图5中的表示各轴的箭头的朝向方向设为各个方向的+(正)方向。本实施方式中，将视角设为平行于Z-Y平面且围绕着X轴而使视线E移动的情况下的视线E相对于法线N的角α。在从+Z轴方向观察显示面101的情况下(从正面观察显示面101的情况下)设为α =0°，将视线E从正面向+Y轴方向移动的一侧设为角度的+侧(α > 0° )，将视线E从正面向-Y轴方向移动的一侧设为角度的_(负)侧(α < 0° )。按照这种方式在正视着液晶显示元件100的识别者所观察的上下方向上将视角α增减的理由在于，方便进行说明、特别是在TN型的液晶中上下方向上的视角特性常常成为问题。
[0070]予以说明，显示面101是指液晶显示元件100的顶侧的面，本实施方式中，偏光滤波器20的顶侧的面与该显示面101相当。在偏光滤波器20的顶侧，也可进一步设置未图示的透明层(AR(Anti Reflect1n(防反射))涂层等)，但是在该情况下，该透明层的顶侧的面相当于显示面101。
[0071]回到图4，如比较例那样ON亮度的视角特性以正面为中心而为非对称时，则即使由反射层40所反射的光向ON亮度示出为高值的视角的方向出射，该光也是从ON亮度示出低值的视角的方向入射至液晶显示元件100的光，在此情况下，反射前与反射后的亮度被平均化，无法获得高的反射率(例如在图4的比较例中视角从+20°的方向入射并向-20°的方向出射的情况下，无法获得良好的反射率)。予以说明，由于反射率是指液晶显示元件100出射的光相对于入射至液晶显示元件100的光的比例，因而反射率越高则越良好。
[0072]因此，本申请发明人为了获得良好的反射率，如图4所示那样，将液晶显示元件100按照ON亮度的视角特性以正面为中心而大致对称(也包括恰好对称)的方式构成。具体而言，按照满足下述条件(以下称为“视角条件”)的方式构成了液晶显示元件100，该条件为，视角α的绝对值为0°以上20°以下(0° ≤I α |≤20° )、优选为0°以上10°以下(0° ≤ I α I ≤ 10° )的范围内ON亮度成为最大(示出峰值)。
[0073]在图4所示的例子中，将在视角a =-8°之时ON亮度成为最大的液晶显示元件100记为实施例1，将在视角α =-16°之时ON亮度成为最大的液晶显示元件100记为实施例2。即，实施例1是在“0° ≤I α I ≤ 10° ”的范围内ON亮度成为最大的例子，实施例2是在“10° ≤α I≤20° ”的范围内ON亮度成为最大的例子。予以说明，图4的曲线图是以图11所示的数据为基础进行描绘而得到的曲线图。根据图11的数据可知，实施例1在α = -8°之时ON亮度为78.7，成为最大，实施例2在α =-16°之时ON亮度为70.0，成为最大，比较例在α =-26°之时ON亮度为63.6，成为最大。这些ON亮度的单位是坎德拉每平方米(cd/m2)。
[0074]这样地将ON时的亮度的视角特性设为以正面为中心的大致对称，其通过如下操作而实现:通过将液晶分子的预倾角(液晶分子的长轴相对于第I基板IF或第2基板IR而形成的角)、液晶层5的位相差的值、偏光滤波器20、30各自的光轴的配置关系等各项条件之中的一个或多个条件进行适当调整，使得ON时的液晶分子尽可能地垂直于基板主表面(即，ON电压与图4所示的比较例的ON电压为相同值的情况下，其ON电压下的透射率高于比较例)。
[0075]本申请发明人通过适当调整前述各项条件，准备了在视角α的角度为0°、10°、15°、20°、25°的各个情况下示出ON时的亮度峰值的多个液晶显示元件，从而测定出ON反射率(0Ν时的正面反射率。即，显示面101的法线方向上的ON时的反射率)。在图6中示出其测定结果。另外，该图中，ON时的识别性(0Ν识别性)的基于目视的评价结果通过使用记号?、〇、八、X来记载。各记号所表示的评价结果如下所示。
[0076]◎观感非常良好
[0077]〇观感良好
[0078]Λ在强的外部光下可容许
[0079]X在ON时暗，不易识别
[0080]参照该图6，在α =25°的方向ON亮度示出峰值的情况下，ON反射率为低到8 %，识别性的评价也为“ X ”，液晶显示元件的显示品质上不优选。另一方面，在α =20°的方向ON亮度示出峰值的情况下，ON反射率为13%，虽并没有那么高，但是识别性的评价为可容许的“Λ”，在α = 15°的方向ON亮度示出峰值的情况下，ON反射率为良好的16%，识别性的评价也为良好的“〇”。由此可知，在α为大于10且为20°以下的范围内，可比较良好地保持液晶显示元件的显示品质。进一步，在α =10°、0°的方向ON亮度示出峰值的情况下，ON反射率为非常良好的20123%,且识别性的评价也为非常良好的“◎”。由此可知，在α为0°以上且10°以下的范围内，可使得液晶显示元件的显示品质非常良好。
[0081]本申请发明人鉴于此测定结果，按照满足“在视角α的绝对值为0°以上20°以下(O。( I α I≤20。)、优选为0°以上10。以下(O。( I α | ( 10。)的范围内的方向上，ON亮度示出峰值”这样的条件(视角条件)的方式构成了液晶显示元件100。予以说明，将视角α设为绝对值的理由在于，α为正或为负是因其采取基准的不同而不同，从反射率的观点考虑不是本质上的东西。
[0082]再次参照图4，实施例1在α =-8°时示出ON时的亮度峰，实施例2在α =-16°中示出ON时的亮度峰，两者均满足上述的视角条件。另一方面，比较例在α =-26°时示出ON时的亮度峰，因此没有满足上述的视角条件。
[0083]此处，将图4所示的实施例1和2以及比较例的液晶显示元件的显示面照片示于图7(a)~图7(c)。图7(a)是实施例1的照片，0 7(b)是实施例2的照片，0 7(c)是比较例的照片。予以说明，它们的驱动条件是驱动电压5V、l/4占空比、帧频率数100Hz。另外，在该图中，也一并记载了各个的ON反射率。根据照片可知，相比于比较例而言实施例2的观感良好，进一步可知，相比于实施例2而言实施例1的观感良好，显示品质优异。这根据ON反射率的情况也可知晓，关于各自的ON反射率，比较例为7%、实施例2为16%、实施例1为 21%。
[0084]予以说明，以上的说明中的反射率是通过使用环形光源并且使用反射色彩计(Yokogawa Meters&Instruments Corporat1n 制)的方法(20。入射/O。测定)进行测定而得到的反射率(将标准白色板反射率设为100%的情况下的反射率)。
[0085](关于第2基板IR的板厚)
[0086]图8(c)示出与液晶显示元件100同样的构成的液晶显示元件、将第I基板IF以及第2基板IR的板厚均设定为1.1mm的比较例的显示面的照片。
[0087]根据此照片可知，在比较例的设定中，如前所述产生了虚影(参照在段码形状的形成区域所生成的段码影S2)。该虚影起因于，由作为底侧基板的第2基板IR导致的视差(第2基板IR的板厚部分的视差)。为了减少虚影，因而尽可能薄地设定第2基板IR，从而使得液晶层5与反射层40的间隔变窄即可。但是，在此情况下，关于可以何值来设定第2基板IR的板厚则成为问题。
[0088]本发明人想到了，如果将第2基板IR的板厚设定为:构成显示于显示面101的规定的图文的段码形状之中具有最细宽度的段码形状的宽度的近似值(优选为，如果与具有最细宽度的段码形状的宽度大致一致(也包括恰好一致))，则可有效地减少虚影。通常，在段码显示型的情况下，将构成规定的图文的段码形状之中的具有最细宽度的段码形状的宽度设定为0.4mm左右(例如0.2~0.6mm)。这样说的理由在于，比0.4mm细的段码形状不易识别。本申请发明人想到了，如果将第2基板IR的板厚设定为该0.4mm左右的值，则在可识别的图文中在段码形状中应该不产生段码影S2。
[0089]此处示出具体例子，例如在构成图2(a)所示的作为显示图文的一个例子的图文50的段码形状51~54中，显示出“/”这样的记号的段码形状53具有最细的宽度，将该宽度D假定为0.4_。在此情况下，将第2基板IR的板厚设定为段码形状53的宽度D = 0.4_的近似值。以下，将构成规定的图文的段码形状之中的具有最细宽度的段码形状的宽度称为段码宽度D。
[0090]本申请发明人准备多个板厚为作为0.4mm的近似值的0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.7mm
的第2基板IR，通过目视来观察具备各种板厚的第2基板IR的液晶显示元件100的显示面101。将该观察结果示于图8(a)。予以说明，该图中也一并记载了将第2基板IR设定为1.1mm的比较例的观察结果。另外，该图中，将第2基板IR的板厚记为“R板厚”。
[0091]图8(a)中，基于目视的观察结果通过使用记号〇、Λ、X进行表示。各记号所表示的评价如下所示。
[0092]O无法识别出虚影，观感良好
[0093]Λ识别出少许的虚影，但是可容许
[0094]X虚影显眼
[0095]根据观察的结果可知，在第2基板IR的板厚为0.7mm和0.6mm的情况下,识别出少许的虚影但是在显示品质方面是可容许的，大致良好。在更薄的板厚0.4mm、0.2mm的情况下，虚影是基本上无法识别的程度，显示品质更良好。作为参考，图8(b)中示出板厚0.4_的情况下的显示面101的照片。根据该照片可知，基本上无法识别虚影。另一方面，虽然在前面叙述过，但是参照图8 (c)可知，在第2基板IR的板厚为1.1mm的比较例中产生了虚影，不易判读显示出的图文。予以说明，在图8(b)和图8(c)中，将第I基板IF记为“F板”，将第2基板IR记为“R板”。
[0096]如以上那样，基于目视的观察结果可知，如果将第2基板IR的板厚设定为构成显示于显示面101的规定的图文的段码形状之中的具有最细宽度的段码形状的宽度的近似值，具体而言，如果将第2基板IR的板厚设定为0.7mm以下,优选设定为0.6mm以下,进一步优选设定为0.4mm以下的值，则可减少虚影。
[0097]接着，本申请发明人为了确认通过如上述那样设定第2基板IR的板厚而获得的优点，因而对于在段码宽度D为0.2mm、0.4mm的各种情况下的下述关系进行了考察，即，第2基板IR的板厚与外部光相对于液晶显示元件100的入射角(与外部光的出射角相等)的关系。图9(a)示出关于该关系的曲线图。怎样制成该曲线图在后面详述。
[0098]为了使规定的段码形状变为白显示，必须使得从顶侧入射液晶显示元件100的外部光入射规定的段码形状的形成区域，由反射层40反射，从该形成区域出射。以下，参照图
2(b)，对一个具体例子进行说明。
[0099]图2 (b)中模式地表示下述剖视图(A-A线剖视图)，该剖视图为将在ON电压施加时的液晶显示元件100沿着图2(a)所示的段码形状53的段码宽度D方向而切割了的情况。该图中，为了容易理解外部光入射角(或出射角)，因而省略了除了第I基板1F、第2基板IR、液晶层5、反射层40以外的结构。另外，也省略了表示剖面的阴影。带有符号5W的部位是使显示面101成为白显示的液晶层5的部分，将其称为段码形成区域5W。而且，在液晶层5中的其它的部分(即，使显示面101成为黑显示的液晶层5的部分)，带有符号5B。在相同的图中，外部光L入射至段码形成区域5W，由反射层40反射，从该形成区域出射。如果外部光L以这样的光路前进，则显示“/”的段码形状53以白显示的方式被识别者识别出来。
[0100]此处，为了考察朝向液晶显示元件100的显示面101的外部光入射角ΘI与第2基板IR的厚度T的关系，因而假定液晶面板10以及顶侧的偏光滤波器20有相同的折射率(设为了玻璃基板的折射率1.6。将该折射率设为n2(n2 = 1.6))，并且忽略除了第2基板IR以外的厚度。在此情况下，外部光入射角Θ I越接近于外部(设为折射率nl = 1.0的空气)与显示面101的界面(在前述假定中是折射率nl的物质与折射率n2的物质的界面)的布儒斯特角ΘΒ，则反射损失越变少(即，反射效率优异)，由此外部光入射角Θ1应当成为是否可以明亮地显示段码形状53的基准。
[0101]基于上述假定，如果将向液晶层5的入射角设为Θ 2，则外部光反射角Θ I可由下面的数学式1)表不。
[0102][数学式I]
[0103]B1.= arcsin X SlE^2
Kjh J
[0104]另外，基于上述假定，将第2基板IR的板厚设为T时，则Θ 2可由下面的数学式2表不。
[0105][数学式2]
Λf B)
[0106]θ9 = arclan
2{2TJ
[0107]另外，基于上述假定，布儒斯特角ΘΒ可由下面的数学式3表示。
[0108][数学式3]
f \
[0109]Qji = arctan ^.\ηχ )
[0110]利用该(数学式3)式而算出布儒斯特角ΘB时，则用度来表示约为58°。
[0111]利用上述数学式1、数学式2求出将段码宽度D设为0.2mm、0.4_，将第2基板IR的板厚T在0.15~1.1mm的范围内进行了适当变化的情况下的板厚T与外部光入射角Θ I的关系，由此制成出的曲线图是图9(a)。
[0112]另外，将D = 0.2mm处的T与Θ I的关系示于图9 (b)，将D = 0.4mm处的T与Θ1的关系示于图9(c)。予以说明，Θ1超过Θβ = 58°时，则在显示面101的表面，光发生全反射，反射率饱和，因而反射率成为相同的值。另外，板厚T小于0.15mm时，则在强度上存在问题，因而将板厚T的最小值设为0.15mm。
[0113]参照图9(a)?(C)可知，在段码宽度D为0.2mm的情况下，将板厚T设定为作为该段码宽度D的近似值的0.15mm、0.2mm时，外部光入射角Θ I变为布儒斯特角θ B = 58°的近似值(Θ1 = 63°、45° )。可知，在段码宽度D为0.4mm的情况下，将板厚T设定为作为该段码宽度D的近似值的0.3mm、0.4mm时，外部光入射角Θ I变为布儒斯特角θ B = 58°的近似值(Θ I = 63°、45° )。
[0114]另外可知，在段码宽度D为0.2mm与0.4mm中的任一种情况下，与板厚T为1.1mm的情况相比，随着0.7mm、0.4mm、0.3mm这样变小，使得外部光入射角Θ I接近布儒斯特角Θβ = 58°，反射损失变少。
[0115]根据以上的考察可知，如果将第2基板IR的板厚T设定为段码宽度D的近似值，则反射损失少，可以以良好的明度而显示段码形状(和显示图文)。
[0116]S卩，如果将第2基板IR的板厚设定为(1)0.7_以下，或者(2)更优选按照与段码宽度D大致一致(例如，第2基板IR的板厚在0.6mm以下的范围大致一致)的方式设定，或者(3)进一步优选设定为0.15mm以上0.4mm以下，则不但可减少虚影，而且可以以良好的明度显示段码形状。
[0117]2.第2实施方式
[0118]第2实施方式的液晶显示元件是图10(a)所示的液晶显示元件200,在第I实施方式的液晶显示元件100的基础上还进一步具备有补强构件60。S卩，第2实施方式的液晶显不兀件200具备液晶面板10、一对的偏光滤波器20以及30、反射层40以及补强构件60。
[0119]补强构件60是主要用于抑制第2基板IR发生弯曲的补强构件，配设于反射层40的底侧(例如固着于反射层40的里面上)。补强构件60是具有光透射性的板状的透明补强板，由丙烯酸类树脂等规定的树脂形成。按照这种方式，如果设置补强构件60，则不仅补偿因与第I基板IF相比较薄地设定第2基板IR而导致的第2基板IR的强度降低，而且不会对液晶层5与反射层40的间隔造成影响，因而可维持虚影的减少效果。将这样的液晶显示元件200收纳于例如由未图示的铝等形成的金属壳体，并通过由橡胶、弹性体等形成的弹性构件91夹持并安装于规定的外部装置(例如，摩托车的显示计量仪器)的壳体90，则利用耐振动性的间隔物6、补强构件60、以及弹性构件91，可最大限度地抑制因振动而给液晶显示元件200带来的影响(间隔物损伤SI的产生、第2基板IR的破损等)，可提供可靠性闻的制品。
[0120](补强构件的变形例)
[0121]予以说明，补强构件也可以不是如上述那样透明的补强构件。将作为其一个例子的补强构件60’示于图10(b)。补强构件60’也同样地配设于反射层40的底侧。该补强构件60’是按照显示区域1la与显示面101的法线方向不重叠的方式具有开口部H的板状的补强构件，其中，所述显示区域1la为显示面101之中的显示规定的图文的区域。补强构件60’例如由弹性树脂、金属等构成。也可以为这样的补强构件。另外，也可一同使用补强构件60与60’。例如，也可将两者一起设置于反射层40的底侧。另外，也可将透明的补强构件60配设于偏光滤波器20的顶侧，将具有开口部H的补强构件60’配设于反射层40的底侧。在此情况下，在透明的补强构件60的表面，如果实施如无眩光处理，则补强构件60兼具有补强功能以及抑制外部光发生反射而难以看见显示面101的情况的功能。
[0122]如以上说明的那样，根据液晶显示元件100、200，可提供一种即使是常黑模式也能减少虚影、显示品质良好的液晶显示元件。其通过以下的结构而实现。
[0123]液晶显示元件100、200是显示显示面101中规定的图文的段码显示型、无源驱动方式且常黑模式的液晶显示元件，其具备有:液晶层5、位于液晶层5的显示面101侧的第I基板1F、夹持液晶层5而与第I基板IF相对的第2基板IR、分别位于第I基板IF和第2基板IR的液晶层5侧并且为了显示前述规定的图文而设置的电极(第I电极2F、第2电极2R)、位于第2基板IR的液晶层5侧的相反侧并且将从液晶层5侧入射的光反射的反射层
40。而且，第2基板IR的厚度T是与构成前述图文的段码形状之中具有最细宽度的段码形状的宽度大致一致及/或0.7_以下。予以说明，如果将第2基板IR的厚度T设为0.6mm以下，更优选设为0.15mm以上0.4mm以下，则可进一步减少虚影，另外，可以良好的明度而显示段码形状。另外，第2基板IR的厚度小于前述第I基板的厚度。
[0124]此处，无源驱动方式的液晶显示元件一般而言，在第2基板IR侧，用于对透明电极(第I电极2F、第2电极2R)施加电压的销(连接器)按照将基板把持的方式而设置。在此情况下，从配设销时的强度考虑优选第2基板IR较厚为好是当然的。因此，关于第2基板IR的厚度T,如果仅仅考虑减少虚影效果,则相比于0.7mm而言优选较小的0.6mm,但是在既考虑第2基板IR的强度又发挥减少虚影效果等情况下，将第2基板IR设定为0.7mm是有效的。另外，目前，关于市售的基板的厚度，相比于0.6_而言0.7_的基板较普遍，因此如果选择厚度0.7mm的基板作为第2基板IR,也能实现成本的降低。
[0125]另外，关于液晶显示元件100、200，将显示面101的法线N与朝向显示面101的视线E所形成的角设为视角α的情况下，按照在该视角α的角度的绝对值为0°以上20°以下(优选为视角α的角度的绝对值为0°以上10°以下)的范围内时ON电压施加时的亮度的值成为最大值的方式构成。由此，如前所述，由于可将ON反射率设为良好的值，因而能提供良好的显示品质的液晶显示元件。
[0126]可认为，这样地按照在视角α的角度的绝对值为0°以上10°以下的范围内时ON电压施加时的亮度的值成为最大的方式设定，从显示品质考虑更优选，但是，例如在液晶显示元件100的用途上,存在有即使稍微牺牲ON反射率的最大值,也想将平均的ON反射率变良好的视角范围进行扩展的情况。在此情况下，在视角α的角度的绝对值大于10°且为20°以下的范围内，按照ON电压施加时的亮度的值成为最大的方式设定从使用目的来看有时也是恰当的。
[0127]另外，在液晶显示元件100、200中，在第I基板IF与第2基板IR之间设置有间隔物6 (固着型间隔物或光间隔物)，该间隔物6将液晶层5的层厚保持为一定。
[0128]由此，如前所述，即使发生振动也不易产生间隔物损伤SI，可良好保持显示品质。
[0129]而且，特别是在第2实施方式及其变形例中的液晶显示元件200中，在第I基板IF及/或反射层40的外侧设置有用于抑制第2基板IR发生弯曲的补强构件60及/或补强构件60’。
[0130]由此，如前所述，一边补偿因与第I基板IF相比较薄地设定第2基板IR而导致的第2基板IR的强度降低，一边不会对液晶层5与反射层40的间隔造成影响，由此可维持虚影的减少效果。
[0131]予以说明，以上的说明中，将液晶显示元件100设为TN型的液晶显示元件而进行了说明，但是并不受限于此。液晶显示元件100也可以为NB模式的VA(VerticalAlignment (垂直排列))型、STN(Super-Twisted Nematic (超扭曲向列))型液晶显示元件。
[0132]另外，在以上的说明中，虽然示出了液晶显示元件100以半透射型(半反射型)的液晶显示元件的方式构成的例子，但是也可以不设置背光源，以反射型的液晶显示元件的方式构成。在此情况下，反射层40不需要使源自底侧的光透射，因而不需要是半透半反镜等半反射层，可以是镜子等反射板。
[0133]予以说明，本发明不受限于上述的实施方式、变形例以及附图。当然可将它们进行变更(也包括构成要素的删除)。另外，在以上的说明中，为了容易地理解本发明，因而适当省略了不重要的公知技术的事项的说明。
[0134]产业上的可利用性
[0135]本发明适用于液晶显示元件。
[0136]附图标记说明
[0137]标号100表示液晶显示元件；
[0138]标号101表示显示面；
[0139]标号10表不液晶面板；
[0140]标号IF表不第I基板；
[0141]标号IR表不第2基板；
[0142]标号2F表示第I电极；
[0143]标号2R表不第2电极；
[0144]标号3F表不第I取向膜；
[0145]标号3R表不第2取向膜；
[0146]标号4表不密封材料；
[0147]标号5表不液晶层；
[0148]标号6表不间隔物；
[0149]标号20、30表不偏光滤波器；
[0150]标号40表不反射层；
[0151]标号50表不图文；
[0152]标号51?54表示段码形状；
[0153]标号200表示液晶显示元件；
[0154]标号60、60’表不补强构件。
【权利要求】
1.一种液晶显示元件，其为在显示面上显示规定的图文的段码显示型、无源驱动方式且常黑模式的液晶显示元件，其特征在于，具有: 液晶层； 第I基板，该第I基板位于所述液晶层的所述显示面侧； 第2基板，该第2基板夹持所述液晶层，并与所述第I基板相对； 电极，该电极位于所述第I基板与所述第2基板各自的所述液晶层侧，并且用于显示所述规定的图文而设置； 反射层，该反射层位于所述第2基板的与所述液晶层侧相反的一侧，并且将从所述液晶层侧入射的光进行反射， 所述第2基板的厚度与构成所述图文的段码形状之中具有最细宽度的段码形状的宽度大致一致。
2.一种液晶显示元件，其为在显示面上显示规定的图文的段码显示型、无源驱动方式且常黑模式的液晶显示元件，其特征在于，具有: 液晶层； 第I基板，该第I基板位于所述液晶层的所述显示面侧； 第2基板，该第2基板夹持所述液晶层，并与所述第I基板相对； 电极，该电极位于所述第I基板与所述第2基板各自的所述液晶层侧，并且用于显示所述规定的图文而设置； 反射层，该反射层位于所述第2基板的与所述液晶层侧相反的一侧，并且将从所述液晶层侧入射的光进行反射； 所述第2基板的厚度为0.7mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件，其特征在于，所述第2基板的厚度为0.6mm以下。
4.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，所述第2基板的厚度为0.15mm以上0.4mm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示元件，其特征在于，所述第2基板的厚度小于所述第I基板的厚度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示元件，其特征在于，在将所述显示面的法线与朝向所述显示面的视线所形成的角设为视角的情况下，按照在该视角的角度的绝对值为0°以上20°以下的范围内时，ON电压施加时的亮度的值成为最大的方式构成。
7.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其特征在于，按照在所述视角的角度的绝对值为0°以上10°以下的范围内时，ON电压施加时的亮度的值成为最大的方式构成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶显示元件，其特征在于，在所述第I基板与所述第2基板之间，设置有将所述液晶层的层厚保持为一定的固着型间隔物或光间隔物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶显示元件，其特征在于，在所述第I基板和/或所述反射层的外侧，设置有用于抑制所述第2基板发生弯曲的补强构件。
【文档编号】G02F1/1333GK104081263SQ201380007061
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2012年1月30日
【发明者】山口雅彦 申请人:日本精机株式会社