CN1186678C - 多反射面的半透明反射器和使用该反射器的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种半透明液晶显示装置由液晶显示板(100)、背面照射装置(105)和在液晶显示板(100)和背面照射装置(105)之间的半透明反射器(101)组成，且环境光和背面光有选择地用于生成可见图像；半透明反射器(101)具有两个没有覆盖任何高反射低透射金属层的波浪形面(107/108)，且该波浪形面(107/108)和空气充当反射面；虽然每个反射面(107/108)的反射率小于覆盖有高反射金属层的反射面的反射率，但是通过两个反射面(107/108)增加了反射的环境光的总数量，且增加了透射率，因为从中消除了金属层。

Description

多反射面的半透明反射器和使用 该反射器的液晶显示装置

发明领域

本发明涉及一种液晶显示装置，且更特别地，涉及一种半透明型液晶显示装置和在其中使用的半透明反射板。

背景技术

在下面的描述中，术语“液晶显示板”指一对衬底结构和在其间的液晶的组合。作为例子，液晶显示装置包括液晶显示板和背面照明装置。液晶显示装置可分为三类。第一类是具有背面照明装置的类型。来自背面照明装置的光照射通过部分透明液晶层以便在液晶层的图像生成面上产生可见图像。第二类是具有反射板的类型。第二类中的液晶显示装置没有任何背面照明装置，但是在图像生成面的对面装备有反射板。将光入射到图像生成面上，且穿过部分透明液晶层。光被反射板反射，且向后通过部分透明液晶层以便在图像生成面上产生可见图像。第一类中的液晶显示装置和第二类中的液晶显示装置在下文分别称为“透明型液晶显示装置”和“反射型液晶显示装置”。

第三类是在透明型液晶显示装置和反射型液晶显示装置之间的折中装置。第三类中的液晶显示装置具有背面照明装置和反射板。将光入射到图像生成面上，且通过部分液晶层到达反射板。背面照明装置发射光通过反射板。反射光和照射光通过部分液晶层以便在图像生成面上产生可见图像。第三类中的液晶显示装置称为“半透明型液晶显示装置”。

因为背面光和环境光有选择地用于产生可见图像，所以半透明型液晶显示装置是经济的。当环境光足够多，可以产生可见图像时，关掉背面照明装置，所以仅环境光的反射参与图像生成。当环境光减少时，打开背面照明装置，且补足产生可见图像的光。因此，节省了电功率。功率节省的特征对小型电力设备是期望的，且半透明型液晶显示装置已经用在便携式电器例如移动电话中。

在半透明型液晶显示装置和反射型液晶显示装置中使用两种反射板。将第一种反射板设置在液晶板里面，且在下文称为“内反射板”。另一方面，将第二种反射板设置在液晶板外面。这种反射板称为“外反射板”。可以使用像素电极作为内反射板。在像素电极用作包括扭转向列液晶的半透明型液晶显示装置的反射板的情况下，在像素电极中形成中空空间。中空空间允许背面光穿过。另一方面，外反射板是液晶显示板的独立部件，且设置在背面照明装置和液晶显示板之间。

附图1和2示出了现有技术的具有外反射板的半透明型液晶显示装置。现有技术的半透明型液晶显示装置主要包括液晶显示板1/2/3/6/7/8，反射板4和背面照明装置5。液晶显示板1/2/3/6/7/8具有一充当图像生成面的正面，和一相对于正面的反面。反射板4与背面照明装置组装在一起，并粘到反面上。

将液晶显示板分解为一对衬底结构1/6和2/7/8和液晶3。衬底结构1/6与另一衬底结构2/7/8通过密封层和衬垫隔开，且液晶3限定在衬底结构1/6和2/7/8之间。一个衬底结构包括透明衬底6和起偏振片1。虽然在图1和2中未示出，滤色器，黑色矩阵和公共电极在透明衬底6的内表面形成，且起偏振片1附着在透明衬底6的外表面。另一个衬底结构包括起偏振片2，透明衬底7和胶粘复合层8。像素电极(未示出)，薄膜开关晶体管(未示出)和信号线(未示出)在透明衬底7的内表面上形成，且起偏振片2通过胶粘复合层8粘到透明衬底7的外表面上。胶粘复合层8充当扩散器。

在现有技术的液晶显示装置中，因为折射率的差异是最大的，光在起偏振片1和空气之间的边界面和反射板4和空气之间的边界面上反射。如果这些边界面或反射面彼此平行，传播一个反射面反射的光的光路与传播另一个反射面上反射的光的光路相同。换句话说，在一个反射面上规则反射的方向与在另一个反射面上规则反射的方向相同。

可见图像通常使用环境光，且反射面象一个镜子。将载有图像的环境光假定为通过图像生成面入射到现有技术液晶显示装置中。载有图像的环境光规则在反射板4和空气之间的边界面上反射，且载有图像的反射通过部分透明液晶层3。当用户将现有技术液晶显示装置移动到视野中时，继续反射的可见图像与通过部分透明液晶层3限定的另一个可见图像重叠。因此，现有技术的液晶显示装置的一个固有问题是模糊图像。

在公开的日本专利申请No.9-304617中提出了一个解决的方法。在该日本专利申请中公开的现有技术液晶显示装置装备有反射板，在反射板上以与入射光成5度或多于5度的方向上反射入射光。当用户移动现有技术的液晶显示板到他或她的视野内时，部分透明液晶层的图像从环境图像中分离出来以便用户能看见部分透明层的清晰图像。

附图3，4，5和6示出了在该日本专利申请中公开的半透明反射板9a，9b，9c和9d。半透明反射板9a，9b，9c和9d具有不同的外形。

半透明反射板9a具有平面9e，且反面9f具有锯齿状横截面。反面9f在大仰角处上升，且在小俯角处下降。上升和下降是交替重复进行以致于反面呈波浪形。虽然在该日本专利申请中公开了与液晶显示板组装在一起的半透明反射板9a，但在该日本专利申请中没有对着背面照明装置的表面9e和9f。尽管如此，人们认为平面9e被附加到液晶显示板的反面，如图2所示。这意味着波浪形反面9f对着背面照明装置5。

半透明反射板9b也具有平面9e，且反面9h如平行排列的棱镜一样是波浪形的。平面9e也保持与液晶显示板的反面接触，且固定在其上。

半透明反射板9c也具有平面9e，且反面9i是如棱镜阵列一样的波浪形。平面9e也保持与液晶显示板的反面接触，且固定在其上。

半透明反射板9d也具有平面9e，且大量不对称的突出物形成反面9j。平面9e保持与液晶显示板的反面接触，且固定在其上。

现有技术的液晶显示板9a-9d包括透明/半透明体和反射层。在透明/半透明体的表面上形成与波浪形面9f/9h/9i/9j相似的波浪形面。透明/半透明体由玻璃或合成树脂制作，且厚为20微米到5毫米。波浪形面用反射层覆盖，且将波浪形图案转换为反射层的外表面。换句话说，反射层形成波浪形面9f/9h/9i/9j。

在该日本专利申请中公开了几种类型的反射层。第一种反射层由高反射金属例如银或铝制作。高反射金属通过使用真空蒸发，喷镀或离子电镀沉积在透明/半透明体上。高反射金属层厚50-400埃。

第二种反射层由包括合成树脂的金属粉末制作。第三种类型的反射层由包括合成树脂的有机/无机颗粒制作。金属粉末或有机/无机颗粒与合成树脂的粘合剂混合，且将该混合物涂覆在波浪形面9f/9h/9i/9j上。厚度范围为5-200微米。

因此现有技术的半透明反射板具有高反射率和相当好的透射率。在该日本专利申请中公开了一个试验。在试验中使用的例子具有波浪形面9f。仰角为7.5度，且三角横截面的垂直角是82.5度，表面9f是具有200微米的间距的波浪形，该本体由合成树脂制作，且波浪形面9f用包括丙烯酸树脂层的珠光着色剂覆盖。珠光着色剂的含量为30％。应用该例子，测量所有入射光的透射率为35％。

这个问题，即由于重叠而造成的模糊可视图像也出现在该装备有内反射板的现有技术的液晶显示板中。该问题通过在内反射板上形成波浪形面来解决。然而，波浪形面使现有技术液晶显示板的制作过程变得复杂。结果具有高的制作成本。而且，产量急剧下降。为此，制造商主张装备有外反射板的液晶显示装置优于装备有内反射板的液晶显示装置。

然而，在反射率和透射率之间的折中是在现有技术半透明反射板中的一个严重的固有问题。如果将反射层厚度增加，则将提高反射率。但是降低了透射率。另一方面，如果将反射层厚度减小，则提高了透射率。但是降低了反射率。如果反射层由包括丙烯酸树脂的珠光着色剂制作，则在日本专利申请中公开的现有技术半透明反射板仅达到35％的透射率。如果在反射层中使用银或铝制作，则将会进一步降低透射率。

发明内容

因此本发明的一个主要目的是提供一种半透明反射板，其具有高透射率和高反射率。

本发明的另一个主要目的是提供内装半透明反射板的半透明型液晶显示装置。

本发明者考虑现有技术半透明反射板的固有问题，且注意到反射层，即金属层或包括合成树脂层的颗粒具有不良的传输性能。本发明者考虑在没有任何金属层或包括合成树脂层的颗粒的情况下如何提高反射率。本发明者提出了多个波浪形面在没有任何金属层或包括合成树脂层的颗粒的情况下提高反射率的方案。

根据本发明的一个方面，提供一种具有两个主表面的半透明反射器，该两个主表面用于充当第一入射光的一个入射面和一个输出面，且反过来用于第二入射光，包括：一光学体，由允许所述的第一和第二入射光穿过的材料制作，且在某一方向反射所述的第一入射光，该方向不同于所述的第一入射光入射到其中一个主表面上的方向，所述的光学体具有多个波浪形面，该波浪形面在没有任何反射层的情况下充当所述第一入射光的多个反射面，该反射层由比所述材料具有较大反射率的其他材料制作；其中所述光学体包括由所述材料制作的多个反射体并互相层压在一起，其中所述多个反射体分别具有所述多个波浪形面；其中所述多个波浪形面的每个由多个突起物构成，该突起物具有从三棱锥，四棱锥，半圆柱，半球，圆锥，平截头圆锥体和平截头棱锥体构成的组群中选择出的一个外形。

根据本发明的另一方面，提供一种产生可见图像的液晶显示装置，包括：一液晶显示板，该液晶显示板具有一图像生成面和一液晶层，该液晶层部分在透明状态和光屏蔽状态之间变化用于在至少环境光和背面光之一入射到所述图像生成面情况下，在所述的图像生成面产生所述的可见图像；一背面照明装置，用于向所述液晶显示板照射所述背面光；和一半透明反射器，设置在所述液晶显示板和所述光照明装置之间并包括一光学体，由允许所述至少环境光和所述背面光之一穿过的材料制作，且在某一方向反射所述环境光，该方向不同于入射到所述半透明反射器上的所述环境光入射光的方向，其中，所述光学体具有多个波浪形面，该波浪形面在没有任何反射层的情况下充当所述环境光的多个反射面，该反射层由比所述材料具有较大反射率的其他材料制作；其中每个所述波浪形面由多个突起物构成，该突起物具有从三棱柱，三棱锥，四棱锥，半圆柱，半球，圆锥，平截头圆锥体和平截头棱锥体构成的组中选择出的一个外形。

附图说明

反射板和半透明型液晶显示装置的特征和优点将结合附图，从下面的描述中更清楚地得到理解，其中

附图1示出了现有技术的半透明液晶显示装置结构的透视图，

附图2示出了现有技术的半透明液晶显示装置结构的前视图，

附图3示出了在日本专利申请No.9-304617中公开的半透明反射板外形的透视图，

附图4示出了在日本专利申请No.9-304617中公开的另一个半透明反射板外形的透视图，

附图5示出了在日本专利申请No.9-304617中公开的再一个半透明反射板外形的透视图，

附图6示出了在日本专利申请No.9-304617中公开的再一个半透明反射板外形的透视图，

附图7示出了根据本发明的半透明液晶显示装置结构的透视图，

附图8示出了半透明液晶显示装置结构的前视图，

附图9A示出了在半透明液晶显示装置中引入的液晶显示板部分的布置的平面图，

附图9B示出了沿附图9A的线A-A’切开的横截面图并示出了液晶显示板的结构，

附图10示出了根据本发明的另一个半透明液晶显示装置结构的分解透视图，

附图11示出了半透明液晶显示装置结构的前视图，

附图12示出了根据本发明形成半透明反射器部分的半透明反射体的波浪形表面的透视图，

附图13示出了根据本发明形成半透明反射器部分的另一个半透明反射体的波浪形表面的透视图，

附图14示出了根据本发明形成半透明反射器部分的再一个半透明反射体的波浪形表面的透视图，

附图15示出了根据本发明形成半透明反射器部分的还有一个半透明反射体的波浪形表面的透视图，

附图16示出了根据本发明形成半透明反射器部分的再一个半透明反射体的波浪形表面的透视图。

具体实施方式

第一实施例

参照附图7和8，体现本发明的半透明液晶显示装置主要包括一液晶显示板100，一半透明反射器101，和一背面照明装置105。液晶显示板100具有图像生成面106，且将半透明反射器101附加到图像生成面106的反面。将背面照明装置105固定到半透明反射器101上。

半透明反射器101由透明或半透明物质制作，且具有两个通过波浪形面形成的多反射面107/108。然而，多反射面107/108即不是由金属也不是由包括合成树脂的颗粒形成。入射到图像生成面106的环境光被多个反射面107/108朝向液晶显示板100反射。即使在每个反射面107/108上反射的环境光的数量小于在金属/包括合成树脂层的颗粒上反射的环境光的数量，多反射面107/108反射的环境光的总数量也大于金属/包括合成树脂层的颗粒上反射的环境光的数量。因此，多个反射面107/108增加了半透明反射器101的反射率。

另一方面，从背面照明装置105朝向液晶显示板100照射的背面光穿过半透明反射器101。半透明反射器101没有涂覆任何金属或包括合成树脂层的颗粒。即使半透明反射器101比现有技术半透明反射器9f/9h/9i/9j厚，透射率也大于现有技术反射器9f/9h/9i/9j的透射率，因为背面光没有穿过任何高反射层，即金属或包括合成树脂层的颗粒。

下文对液晶显示板和半透明反射器101进行更详细的描述。附图9A和9B示出了液晶显示板100部分。液晶显示板100按照面内交换有源矩阵型加以分类。

液晶显示板100主要包括一对衬底结构100a/200，衬垫(未示出)，密封层109(参见附图7和8)和液晶20。衬底结构100a与另一个衬底结构200通过衬垫互相间隔。密封层109沿着衬底100a和200的周边延伸，且衬垫分散在密封层109的里面。衬底结构100a/200和密封层109限定一内部空间，且液晶限定在该内部空间。

多个像素以矩阵的形式排列在衬底结构100a/200的组件中，且可见图像或图像通过像素在图像生成面106上产生。像素部分有选择性形成在衬底结构100a/200上。与像素中的液晶在透明状态和光屏蔽状态之间变化。环境光和/或背面光穿过在透明状态中的像素以便可见图像或图像在图像生成面106上产生。像素的其他部分将在下面详细描述。

衬底结构100a包括一透明衬底110，且栅极信号线112和公共电极113在透明衬底100a的主要面上形成。部分栅极信号线112充当薄膜开关晶体管的栅极，且栅极112在下文用相同的参考标号112来表示。例子中的透明衬底100a由玻璃制作。栅极信号线112和公共电极113由绝缘层114覆盖，且非晶硅层115在绝缘层114上形成。非晶硅层115位于相关的栅极112上，且源区，漏区和沟道区在每个非晶硅层115中形成。在这种情况下，绝缘层114由氮化硅SiNx制作，且部分充当薄膜开关晶体管的栅级绝缘层。

数据线115a，源极116，漏极117和像素电极118在绝缘层114上形成。源极116在非晶硅115中分别与源区接触，且漏极7在非晶硅层115中也分别与漏区接触。每个源极116，漏极117和像素电极118与栅极112、，部分绝缘层114和非晶硅层115的组合形成一个薄膜晶体管。

漏极117分别与数据线115a相连，且与相应的数据线成一整体。另一方面，源极116分别与像素电极118连接。当将栅极信号线112转变为作用电平(active level)时，图像数据信息块从数据线115a中通过薄膜开关晶体管转换到像素电极118上。随后将栅极信号线112改变到作用电平，且将图像信息数据块与栅极信号线的改变同步地写进像素电极118中。

源极116，漏极117和数据线115a由不透明材料例如铬制作，且像素电极118由导电透明材料例如氧化铟锡制作。像素电极118以这种方式排列以致于从公共电极113的相应部分上发生偏移。

数据线115a，源极116，漏极117和像素电极118由钝化层120覆盖，且取取向层121层压在钝化层120上。在这种情况下，钝化层120由氮化硅SiNx形成。一起偏振片122通过胶粘复合层123附加到透明衬底110的外面。胶粘复合层123充当光扩散器，且能有效抵抗由光干涉引起的莫尔条纹。

另一衬底结构200包括透明衬底210。在例子中透明衬底是由玻璃制作的。透明衬底210夹在黑色矩阵/滤光器220/225和导电层240之间。起偏振片230覆盖在导电层240上。在黑色矩阵220中形成缝隙，且每个缝隙与一个像素电极118和公共电极113的相应部分对准。缝隙靠近滤光器225。有选择地使滤光器225为红色，绿色和蓝色。黑色矩阵220和滤光器225由绝缘层245覆盖，且绝缘层245由氮化硅SiNx制作。绝缘层245依次由取取向层250覆盖。

取向层121/250通过使用胶印来形成，且易于磨损，在这种情况下，取向层121的分子通过箭头P来指示，且其他取向层250的分子通过箭头Q来指示，液晶的分子20平行于摩擦方向P/Q。起偏振片122允许环境光或背面光以平行于液晶分子20的方向穿过。另一方面，起偏振片230具有垂直于其他衬底结构100a的吸收光方向。为了使液晶面板100的边界更清楚，起偏振片122和230示出在附图7和8中。起偏振片230的外面易于作抗反射处理。

每个薄膜晶体管，相应的像素电极118，相应的滤光器225和一片液晶20作为一个整体形成一个像素。分别包括红色，绿色和蓝色滤光器23的每三个像素组合形成一个像素组，且该像素组以矩阵的形式排列。由多个可见图像组成的图片在如下的图像生成面上产生。驱动电路(未示出)将栅极信号线112之一改变为作用电平，且引起一行薄膜开关晶体管接通。同时，将载有图像数据信息块的图像数据信号提供给数据线115a。图像数据信号通过在接状态下的薄膜开关晶体管，且将图像数据信息块写入相应的像素电极118中。随后驱动电路将其他的栅极信号线112从无效电平改变到作用电平，且反之亦然，并随后将图像数据信息块写入其他的像素电极118中。

公共电极113总是在固定的电势电平，且图像数据信息块引起像素电极118上的电势电平发生变化。然后，局部电场有选择地在像素电极118和公共电极113之间产生，且所选择的液晶20改变倾角。换句话说，所选择的多个像素改变到透明状态，且其他的像素保持在光屏蔽状态。环境光或背面光穿过在透明状态的像素，且在图像生成面上产生全色可见图像。因此，像素在局部电场中改变，该电场在衬底结构100a中相应的像素电极118和公共电极113之间产生。该像素在下文称为“面内转换型像素”。

返回附图7和8，半透明反射器101包括两个反射体9和10。反射体9和10由透明物质或半透明物质制作，且即不是金属也不是包括合成树脂的颗粒覆盖反射体9和10的表面。将背面光传输通过反射体9和10，且入射到起偏振片122上。在这种情况下，反射体9和10从组成合成树脂的基团例如聚对苯二甲酸乙酯，聚碳酸酯树脂，聚脂树脂，聚丙烯酸树脂，玻璃和ITO(氧化铟锡)中选择出的物质制作。

反射体9和10分别具有反射面107和108。反射面107/108是象锯齿状一样的波动面，且具有脊线。反射面107/108由多个倾斜矩形平面和倾斜矩形平面之间的连接平面组成。反射面107/108类似于现有技术反射器9a(参见附图3)的波浪形面9f的结构。反射体9和10进一步具有背对着反射面107/108的表面，且该背面是平面。

反射体9的平背面与起偏振片122是面对面接触的，且反射面107的脊线保持与其他反射体10的表面接触。在反射面107和平的背面之间形成类似棱柱的中空空间，且空气充满该类似棱柱的中空空间。反射体10以他的脊线垂直于反射体9的脊线的方式定向。反射体10的脊线保持与背面照明装置105的光输出面接触，且类似棱柱形的中空空间也在反射面108和背面照明装置105的光输出面之间形成。在反射体9/10和空间之间的边界处的反射率有一个大的差异以便入射到图像生成面106上的环境光被反射面107/108反射。

现在假定已经将图像数据信息块写进像素电极118中，有选择地将液晶片20改变到透明状态。将背面照明装置105通电。环境光通过液晶面板100，并入射到半透明反射器101中。环境光通过反射体9，且到达反射面107。环境光部分在反射体9和空气之间的边界处反射，且部分入射到其他反射体10中。入射到反射面107上的环境光通过液晶显示板100，而且，在图像生成面106上产生可见图像或图像。其他环境光到达其他反射面108，且朝向液晶显示板100部分在反射面108上反射。该反射光也通过液晶显示板100，且参与在图像生成面106中生成可见图像或图像。因此，半透明反射器101通过反射面108再获得环境光。即使每个反射面107/108的反射率小于现有技术半透明反射器9a的反射率，反射光的总数量也大于现有技术半透明反射器9a的数量。

另一方面，当用户需要液晶显示装置在图像生成面106上生成可见图像时，将背面照明装置105通电，且将背面光照射到半透明反射器101上。背面光穿过反射体10和9，并入射到液晶显示板100上。虽然背面光被部分地反射，大量的背面光被入射到液晶显示板100上，且参与生成可见图像。

本发明者制作了根据本发明的液晶显示装置的一个例子。该例子的半透明反射器101等同于现有技术的半透明反射器9a的方法和材料。本发明者测量入射的背面光的透射率和入射的环境光的反射率。本发明者证明透射率高于现有技术的透射率。因此，液晶显示装置在没有牺牲反射率的情况下提高了透射率。

虽然周围的图像使用环境光，但是因为环境光被倾斜地在反射面107/108上反射，所以周围的图像超出了用户的视野。而且，在反射面108中的反射增加了不同于在反射面107中反射的方向。换句话说，环境光在半透明反射器101中散射以致于清晰的可见图像或图像在图像生成面106上产生。

从上述描述中可以理解的是，根据本发明的液晶显示装置具有多个反射面107/108的半透明反射器101，且反射率和透射率都比现有技术的半透明反射器提高了。

在上述实施例中，反射体9和10作为一个整体构成光学体，且反射体9的平面和波浪形面108是两个主要的表面。

第二实施例

转向附图10和11，体现本发明的另一个液晶显示装置主要包括一液晶显示板300，一半透明反射器302，和一背面照明装置304。液晶显示板300和背面光照射装置304与第一实施例的相似，且具有相同标号的部件表示那些没有详细说明的相应部件。

半透明反射器302仅通过一个反射体完成，且两个反射面306/308在反射体302的两个面上形成。反射体302从组成合成树脂的基团例如聚对苯二甲酸乙酯，聚碳酸酯树脂，聚脂树脂，聚丙烯酸树脂，玻璃和ITO中选择出的透明/半透明物质制作。反射面306/308与反射面107/108相同，且反射面306/308的脊线保持与起偏振片122和背面照射装置304的光输出面接触。反射体302的波浪形面即不是用金属也不是用包括合成树脂的颗粒覆盖。棱柱形的中空空间在反射体302的波浪形面之间形成，且充满空气。

在这种情况下，反射体302充当光学体，且波浪形面306/308相当于两个主表面。

反射率和透射率在数值上都大于现有技术的半透明反射器的反射率和透射率。假定环境光入射到图像生成面106上。环境光通过液晶显示板300，且部分在反射面306上反射。反射的环境光通过液晶显示板300，且在图像生成面106上生成可见图像。剩余的环境光通过反射体302，且在反射面308上反射。反射的环境光通过反射体302和液晶显示板300，且参与可见图像的生成。

当背面照面装置304被合上开关时，背面光从背面照明装置304入射到半透明反射体302中。大量背面光入射到液晶显示板300上，且参与可见图像的生成。

反射面306与反射面308平行。反射面306具有倾斜的矩形表面，与其他反射面308的倾斜矩形面平行排列。这个特征对于背面光来说是期望的，因为入射角等于光输出角。反射面306/308以这种方式排列以致于背面光的方向落在可视区域内。背面光使可见图像发亮。

因此，半透明反射器302达到了第一实施例的所有优点，且使可见图像发亮。

从上面描述中可以理解的是，根据本发明的半透明反射器具有多个反射面，且该反射面没有覆盖任何高反射低透射层。为此，半透明反射器在没有牺牲反射率的情况下达到了大的透射率。

液晶显示装置用半透明反射器装备以便在背面光和环境光的帮助下产生亮度清晰的图像。

虽然本发明的具体实施例已经示出并进行了描述，对本领域普通技术人员来说在没有背离本发明的精神和范围的情况下，所作出的各种改变和变形是明显的。

例如，根据本发明的半透明反射器可以有多于两个的反射面。具有多于两个反射面的半透明反射器可以通过反射体11和10的结合来实现。

液晶显示板可以是扭转向列有源矩阵型。在这种情况下，反电极118没有并入衬底结构100a中，而是其他衬底结构200的一部分。

液晶显示装置可以用在透明衬底210和起偏振片230之间的光扩散器代替胶粘复合层123的光扩散。

反射体可以具有波浪形面，与在附图4中示出的波浪形面的形成类似。波浪形面没有覆盖金属层或包括合成层树脂的颗粒，且由倾斜的矩形表面构成。每个倾斜矩形面的脊线邻接相邻倾斜矩形表面的脊线，且倾斜矩形表面的底线邻接其他相邻的倾斜矩形表面的底线。将一对反射体组合类似为半透明反射体101。或者，两个面都是波浪形的，类似于半透明反射体302。

另一个反射体具有波浪形面或具有通过示出在附图12中的由三棱锥阵列构成的表面。三棱锥阵列可是由示出在附图5中的棱锥阵列取代。波浪形面没有覆盖任何低透射高反射的层例如金属层或包括合成树脂层的颗粒。

还有一个反射体可以具有波浪形面或由示出在附图13中的半透明圆柱401阵列构成的表面。该波浪形面没有覆盖任何低透射高反射的层例如金属层或包括合成树脂层的颗粒。反射体可以是波浪形面或由示出在附图6中的由突出物阵列构成的表面，用半球形突出物阵列构成的波浪形表面，该波浪形面没有覆盖任何低透射高反射的层例如金属层或包括合成树脂层的颗粒。

还有一个反射体可以具有波浪形面或由示出在附图14中的圆锥410阵列构成的表面。该波浪形面没有覆盖任何低透射高反射的层例如金属层或包括合成树脂层的颗粒。

还有一个反射体可以具有波浪形面或由示出在附图15中的平截头圆锥体420阵列构成的表面。该波浪形面没有覆盖任何低透射高反射的层例如金属层或包括合成树脂层的颗粒。

还有一个反射体可以具有波浪形面或由示出在附图16中的平截头棱锥体430构成的表面。该波浪形面没有覆盖任何低透射高反射的层例如金属层或包括合成树脂层的颗粒。

反射起偏振片可以附加到液晶显示板对面的起偏振片122的表面上。反射起偏振片具有基本上垂直于传输轴的反射轴，且该反射起偏振片以这种方式排列以致于反射起偏振片的传输轴基本上平行于起偏振片122的传输轴。背面光和反射的环境光具有在垂直于起偏振片122的传输轴的方向上偏振的光分量。该光分量不是通过起偏振片122吸收，而是朝向半透明反射器在反射起偏振片上反射。当该光分量被反射时，该光分量部分被转换为允许通过液晶层的光分量。因此，反射起偏振片增加了半透明反射器的透射率和反射率。

Claims (17)

1、一种半透明反射器(101，302)，具有两个主表面，该两个主表面用于充当第一入射光的一个入射面和一个输出面，且反过来用于第二入射光，包括：

一光学体(9/10；302)，由允许所述的第一和第二入射光穿过的材料制作，且在某一方向反射所述的第一入射光，该方向不同于所述的第一入射光入射到其中一个主表面上的方向，

所述的光学体(9/10；302)具有多个波浪形面(107/108；306/308)，该波浪形面在没有任何反射层的情况下充当所述第一入射光的多个反射面，该反射层由比所述材料具有较大反射率的其他材料制作；

其中所述光学体包括由所述材料制作的多个反射体(9/10)并互相层压在一起，其中所述多个反射体(9/10)分别具有所述多个波浪形面(107/108)；

其中所述多个波浪形面的每个由多个突起物构成，该突起物具有从三棱锥(400)，四棱锥(9i)，半圆柱(401)，半球(9j)，圆锥(410)，平截头圆锥体(420)和平截头棱锥体(430)构成的组群中选择出的一个外形。

2、如权利要求1所述的半透明反射器，其中所述多个波浪形面之一(107)包括向所述方向倾斜的多个表面，反射所述第一入射光到所述某一方向的第一子方向，且所述多个波浪形面的另一个(108)包括向所述方向倾斜的多个表面，反射所述第一入射光到所述某一方向的第二子方向，该第二子方向不同于所述第一子方向。

3、如权利要求1所述的半透明反射器，其中所述波浪形面(107/108)和空气形成所述反射面。

4、如权利要求1所述的半透明反射器，其中所述多个反射体之一(9)具有一个充当所述两个主表面之一的平面和所述波浪形面之一(107)，且所述多个反射体的另一个(10)具有一保持与所述多个反射体之一的所述波浪形面的波峰相接触的平面，和另一所述波浪形面(108)充当所述两个主表面的另一个。

5、一种半透明反射器(101，302)，具有两个主表面，该两个主表面用于充当第一入射光的一个入射面和一个输出面，且反过来用于第二入射光，包括：

一光学体(9/10；302)，由允许所述的第一和第二入射光穿过的材料制作，且在某一方向反射所述的第一入射光，该方向不同于所述的第一入射光入射到其中一个主表面上的方向，

所述的光学体(9/10；302)具有多个波浪形面(107/108；306/308)，该波浪形面在没有任何反射层的情况下充当所述第一入射光的多个反射面，该反射层由比所述材料具有较大反射率的其他材料制作；

其中所述光学体由所述材料制作的单一反射体(302)构成且具有所述多个波浪形面(306/308)。

6、如权利要求5所述的半透明反射器，其中所述多个波浪形面(306/308)分别是所述的两个主表面。

7、如权利要求5所述的半透明反射器，其中所述波浪形面(306/308)和空气形成所述反射面。

8、如权利要求5所述的半透明反射器，其中每个所述波浪形面(306/308)包括向所述方向倾斜的多个表面，反射所述第一入射光到所述某一方向。

9、如权利要求5所述的半透明反射器，其中所述多个波浪形面(306/308)分别由棱柱(9f)阵列构成，且所述阵列之一的棱柱平行于另一个所述阵列的棱柱。

10、一种用于产生可见图像的液晶显示装置，包括：

一液晶显示板(100；300)，该液晶显示板具有一图像生成面(106)和一液晶层(20)，该液晶层部分在透明状态和光屏蔽状态之间变化用于在至少环境光和背面光之一入射到所述图像生成面(106)情况下，在所述的图像生成面(106)产生所述的可见图像；

一背面照明装置(105；304)，用于向所述液晶显示板(100；300)照射所述背面光；和

一半透明反射器(101，302)，设置在所述液晶显示板(100；300)和所述光照明装置(105；304)之间并包括一光学体(9/10；302)，由允许所述至少环境光和所述背面光之一穿过的材料制作，且在某一方向反射所述环境光，该方向不同于入射到所述半透明反射器(101；302)上的所述环境光入射光的方向，

其中，所述光学体(9/10；302)具有多个波浪形面(107/108；306/308)，该波浪形面在没有任何反射层的情况下充当所述环境光的多个反射面，该反射层由比所述材料具有较大反射率的其他材料制作；

其中每个所述波浪形面由多个突起物构成，该突起物具有从三棱柱(9f/9h)，三棱锥(400)，四棱锥(9i)，半圆柱(401)，半球(9j)，圆锥(410)，平截头圆锥体(420)和平截头棱锥体(430)构成的组中选择出的一个外形。

11、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述液晶显示板(100；300)是有源矩阵型。

12、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述液晶显示板(100；300)包括多个面内转换型像素(112/113/115/116/117/118/20)。

13、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述液晶显示板包括一具有所述图像生成面的起偏振片(230)，和保持与所述半透明反射器(101；302)接触的另一起偏振片(122)，且所述另一起偏振片(122)通过充当光扩散器的胶粘复合层(123)粘到所述液晶显示板的透明衬底上。

14、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述光学体包括由所述材料制作的多个反射体(9/10)且彼此互相层压在一起，其中所述多个反射体(9/10)分别具有所述多个波浪形面(107/108)。

15、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述多个波浪形面之一(107)包括向所述方向倾斜的多个表面，反射所述第一入射光到所述某一方向的第一子方向，且所述多个波浪形面的另一个(108)包括向所述方向倾斜的多个表面，反射所述第一入射光到所述某一方向的第二子方向，该第二子方向不同于所述第一子方向。

16、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述波浪形面(107/108；306/308)和空气形成所述反射面。

17、如权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述光学体由所述材料制作的单一反射体(302)构成且具有所述多个波浪形面。

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