CN1815328A - 反射型显示装置 - Google Patents

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Abstract

反射型显示装置包括回射层，该回射层包含多个以二维方式设置在虚拟面上的单元结构，该调制层被设置在比回射层更靠近观众的位置并可在光学特性彼此不同的第一状态和第二状态之间切换。该反射型显示装置通过利用从回射层反射回来的光而进行显示操作。回射层的各单元结构具有由基本上彼此相互垂直的三个面所限定的凹槽。通过将三个面中的一个面的法线投影到虚拟面上而限定的方位角方向和通过将屏上向上方向投影到虚拟面上而限定的另一方位角方向形成的角度最多为30度。

Description

反射型显示装置
技术领域
本发明涉及一种包括回射层的反射型显示装置。
背景技术
业内公知的是利用环境光作为其光源而进行显示操作的反射型液晶显示器件。不象透射型液晶显示器件，反射型液晶显示器件无需背部光源，由此节省用于光源的功率并允许用户携带较小的电池组。还有，在透射型设备中为背部光源留出的空间或设备自身的重量都可节省。因为这些原因，反射型液晶显示器件特别有利地适用于要求尽可能轻和薄的各类电子设备。
一种结合散射性液晶显示模式和回射器的技术是提高反射型液晶显示器件的显示质量的已知手段中的一种。这种技术在日本专利申请将于公开5-107538，2000-19490、2002-107519和11-15415中已有公开。
下文中将结合人图1A和图1B对采用这种技术的显示器件的工作原理进行说明并示意性地阐述显示器件的黑白显示模式。
如图1A所示，如果液晶显示层1受控以使其呈现出透射状态，从显示器件外部的光源5发射出的入射光线3透过液晶显示层并由回射器2向其光源5反射回来，如箭头4b所指出那样。由此，从光源5发射出的光线3就不会到达观众的眼睛。在这种状态下，到达观众6眼睛的来自显示器件的图像是他或她自己眼睛的图像。这样，就实现“黑色”显示模式。
另一方面，如果液晶层1受控以使其呈现出散射状态，由光源5发射出的入射光线3被液晶层1散射，如图1B所示。特别地，如果液晶层1是向前散射液晶层，大部分入射光线3由液晶层1向前散射并随后由回射器2通过液晶层1以散射状态反射给观众6(如箭头4w所指)。在这种情况下，由于回射器2的回射性受到由液晶层1引起的散射的干扰，入射光线3不返回到其光源。其间，另一部分入射光线3被液晶层1向后散射并朝向观众6(未图示)。在这种情况下，朝向观众6的那部分光到达他或她的眼睛，由此实现“白色”显示模式。根据这种操作原理，不仅能有效地适用液晶层1的向后散射，还能有效地使用它的向前散射。从而可获得更亮的“白色”显示。
通过基于这种操作原理而执行显示操作，无需使用任何偏振器就能实现单色显示。因此，能实现光学效率不会因为使用偏振镜而降低的高亮度反射型液晶显示器件。
作为图1A和图1B所示的回射器2，可使用单元结构的二维阵列，例如微球体阵列、微透镜阵列或直角棱镜阵列。在这些不同类型的阵列中，“直角棱镜阵列”是直角棱镜的二维配置，每个直角棱镜由彼此在某个“虚拟面”基本相互垂直的三个面限定。所谓的“虚拟面”一般是定义为平行于显示器件的显示面板表面的面。已进入直角棱镜的光线可被形成直角棱镜的三个面理想地反射回其光源。图2A和图2B分别为表示直角棱镜阵列的配置的俯视图和立体图。图2A和图2B所示的直角棱镜阵列是由大量直角棱镜所构成的立方体直角棱镜，其中多个由彼此相互垂直的三个正方形面所定义的各直角棱镜以二维方式设置。
直角棱镜可具有高回射性。这正是使用直角棱镜阵列的原因，它可提高在反射型显示装置的显示屏上的对比度。为了进一步提高使用直角棱镜阵列的反射型显示装置的屏幕上的对比度，日本专利申请特许公开2002-107519提出将由尺寸减小的直角棱镜构成的直角棱镜阵列用作回射器的想法。由这类尺寸减小的(即5mm或更小的节距配置)直角棱镜构成的直角棱镜阵列在本文中被称为“微直角棱镜阵列(MCCA)”。另外，MCCA中的直角棱镜的配置节距在这里由图2A中所示Pcc(即两顶部间最短距离)所限定。
接着，将对使用MCCA作为回射器的反射型显示装置的特殊配置进行说明。
具有MCCA的反射型显示装置可通过将MCCA配置在显示面板外侧而形成，由此MCCA位于显示面板的另一侧上(即无观众的一侧)。其中MCCA结合于显示面板的无观众侧的这种配置(本文中称之为“MCCA结合结构”)在公开号为11-15415的日本专利申请中被公开。本文使用的“显示面板”指其中诸如液晶层的调制层以及将电压施加到调制层的电压施加部件被夹在两侧基板之间的面板。在这两侧基板中，朝向观众的一块基板在本文中称之为“前基板”而不朝向观众的另一块基板称之为“后基板”。在MCCA结合结构中，MCCA可配置在后基板后面。
同时，还提出一种反射型显示装置，它具有下列结构：MCCA可设置在显示面板的两块基板之间(本文中称之为“MCCA嵌入式结构”)。例如，上面提到的公开号为2002-107519的日本专利申请公开了一种结构，其中回射器可设置在显示面板的调制层和后基板之间。
在使用MCCA的反射型显示装置中，黑色显示有时由于漏光缘故而具有略微降低的对比度并略微地变为亮黑(被称为“暗状态泄漏”)或者由于MCCA的形状和面的精度或根据进入MCCA的光的方向，黑和白有时会在灰度阶条显示模式上颠倒(被称为“灰度反转”)。发明者广泛地分析了这些问题。下面将结合附图对我们的分析结果进行说明。
在下面的例子中，将对相互间具有不同形状的第一、第二和第三MCCA进行说明。图3A、3B和3C是分别示出第一、第二、第三MCCA的单元结构(即直角棱镜)。
图3A示出形成第一MCCA的一种直角棱镜。该直角棱镜具有基本上彼此相互垂直的三个矩形等边三角形面。并在图中表示为从俯视图看由三个等边三角形构成的等边三角形7。在第一MCCA中，许多这样的直角棱镜被设置在虚拟面上。图3B示出形成第二MCCA的大量直角棱镜中的七个。形成第二MCCA的各个直角棱镜在该俯视图中被图示为正六变形8，其中心由底点限定。图3C示出形成第三MCCA的大量的直角棱镜中的六个。形成第三MCCA的各个直角棱镜在俯视图中被图示为矩形9，其中心由底点限定。
首先，将对在形成MCCA的直角棱镜不表现出点对称模式的情况(其对称中心在俯视图上由底点限定)进行说明。例如，表示在图3A中的直角棱镜在其俯视图中表现为等边三角形7，然而等边三角形7不是点对称的。因此，在由该直角棱镜构成的MCCA中，即使是垂直于MCCA入射的光线也可能不被形成直角棱镜的所有三个面反射，所有的面形成了取决于直角棱镜入射点的直角棱镜。要注意的是MCCA具有如上所述二维地设置在虚拟面上的直角棱镜。这样，词组“垂直于MCCA(或直角棱镜阵列)”本文是指“垂直于MCCA的虚拟面”。一般来说，如果有东西垂直进入到MCCA，它会垂直地撞击包括MCCA的显示器件的显示屏表面。
如图3A所示，在点a垂直入射到MCCA1的光线从点a、b和c的顺序反射。也就是说，光线依次地由单个直角棱镜的三个面反射到其光源。然而，已在另一点d垂直入射到MCCA1的另一光线从点d、e按这种顺序反射并随后离开该直角棱镜。换句话说，已经入射到点d的光线仅被直角棱镜的三个面中的两个反射并因此不被回射而是转向不同的方向。或者说，已经从那个不同的方向入射到点e的光线将从点d被反射并随后垂直于MCCA1而离开直角棱镜。
如上所述，当光线垂直入射到MCCA上时，如果光线进入单个直角棱镜三个面的预定区域，光线将如希望的那样被回射。在图3A所示的直角棱镜中，预定区域由正六变形7’表示，其中心由俯视图上的底点限定。同时，已入射到直角棱镜三个面的其它区域上的光线将沿不同方向反射，而不是沿光线来的方向。这意味着如果光线已从前一方向进入直角棱镜，那么光线将垂直于MCCA反射。这就是反射型显示装置使用这种MCCA的原因，即使观众正对地(squarely)面向其屏幕，在黑色显示模式中用于显示的外部光的一部分将进入他或她的眼睛，由此造成前面所提到的暗状态泄漏或灰度反转。
接着，将对在形成MCCA的直角棱镜被表示为点对称模式的情况下(其对称中心由俯视图上底点限定)的情况进行说明。例如，图3B和图3C所示的各个直角棱镜都可表示为点对称模式，其对称中心由其俯视图(即正六变形8或矩形9)的底点限定。同样，在已结合图2A和图2B进行说明的立方体直角棱镜阵列中，各直角棱镜可表示成正六变形，其对称中心也由其俯视图上的底点限定。
任何垂直入射到由这种直角棱镜所构成的MCCA上的入射光将一直被包括入射点的一个直角棱镜的三个面反射回其光源，不管入射发生在直角棱镜的哪个区域。因此，如果观众正面朝向包括MCCA的显示器件的屏幕，从原理上说不会发生黑色状态泄漏或灰度反转。然而，即使在包括诸如MCCA的反射型显示装置中，如果光线不垂直地入射到MCCA，根据后面将详细说明的内容，一部分光线将不会被反射回其光源。这就是根据观众观看显示器件的屏幕的方向仍然会发生暗状态泄漏或灰度反转的原因。
此外，不管MCCA的每个直角棱镜具有哪种平面模式，限制具有高的面精度的直角棱镜都是相当困难的，特别是当MCCA中的直角棱镜被设置成很小节距时。由此，各直角棱镜实际上在其“法线角度”或其平面度上具有某些误差。本文的“法线角度”表示形成在直角棱镜某些面的法线和虚拟面之间形成的角度。因此，如果法线角度具有某些误差，那么由直角棱镜一个面的法线相对于虚拟面所限定的角度不是理想的角度，而由直角棱镜的三个面所形成的角度不等于90度。另一方面，平面度误差是指直角棱镜某些面的部分或全部的扭曲以及直角棱镜的顶点或底点的圆度。由于这些误差，会减少MCCA的回射性。结果，即使观众正对地面向屏幕，仍然会发生暗状态泄漏或灰度反转。
因此，使用具有MCCA的传统反射型显示装置很难消除这类黑色状态泄漏或灰度反转并获得很好的显示质量。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的一个目的是通过使用包括具有MCCA形状的回射层的反射型显示装置来消除这类黑色状态泄漏或灰度反转并获得改善的显示质量。
根据本发明一个较佳实施例的反射型显示装置包括回射层，该回射层包含多个二维地设置在虚拟面上的单元结构，该调制层可设置在比回射层更靠近观众的位置并可在光学特性上彼此相互不同的第一状态和第二状态之间切换。该反射型显示装置通过利用从回射层反射回来的光而进行显示操作。回射层的各单元结构具有由基本上彼此相互垂直的三个面所限定的凹槽。通过将三个面的一个面的法线投影到虚拟面上而限定的方位角方向和通过将屏上(on-screen)向上方向投影到虚拟面上而限定的另一方位角方向所形成的角度最多为30度。
在本发明一个较佳实施例中，该角度较为有利地为12度或12度以下。
根据本发明另一较佳实施例的反射型显示装置包括回射层，该回射层包括多个以二维方式设置在虚拟面上的单元结构，该调制层可设置在比回射层更靠近观众的位置并可在光学特性上彼此相互不同的第一状态和第二状态之间切换。该反射型显示装置通过利用从回射层反射回来的光来进行显示操作。回射层的各单元结构具有由基本上彼此相互垂直的三个面所限定的凹槽。基本垂直于虚拟面入射并仅由任一单元结构的三个面中的两个面反射的光线沿着由单元结构形状的限定的多个特定方向回来。通过将这些特定方向中的任何一个方向投影到虚拟面上来限定的方位角方向和通过将屏上向下方向投影到虚拟面上和限定的另一方位角方向所形成最多为30度的角度。
在本发明一个较佳实施例中，该角度较为有利地为12度或12度以下。
在另一较佳实施例中，回射层的单元结构较为有利地被设置成基本面向同一方向。
在这个特别的较佳实施例中，所述各个单元结构的彼此相互基本垂直的三个面都是正方形。
在又一较佳实施例中，反射型显示装置还包括：设置成比调制层更靠近观众的前基板；设置在调制层后面并面向前基板的后基板；以及将电压施加到调制层的部件。该部件被设置在前基板和后基板之间。回射层可设置在调制层和后基板之间。
在另一较佳实施例中，反射型显示装置还包括：设置成比调制层更靠近观众的前基板；设置在调制层后面并面对着向前基板的后基板；以及将电压施加到调制层的部件。该部件被设置在前基板和后基板之间。回射层可设置在后基板后面。
在又一较佳实施例中，反射型显示装置还包括：在回射层和后基板之间的高折射率层，其折射率为1.06-2.7。回射层的单元结构的各表面可与高折射率层接触。
或者，反射型显示装置还包括：在回射层和后基板之间的低折射率层，其折为1.0-小于1.06。回射层的单元结构的各表面可与低折射率层相接触。
根据本发明的上述多个较佳实施例，包括回射层的反射型显示装置可明显地减少暗状态泄漏现象并提高显示对比度。另外，还能减少灰度反转并实现包括良好可视性的极好的显示质量。此外，还能最小化黑色状态泄漏和灰度反转，不管观众从哪个方向观看显示器件的屏幕。
通过后面结合附图对本发明诸较佳实施例所作的详细说明，本发明的其它特征、元件、工艺、步骤、特性和优点将变得更为明显。
附图说明
图1A和图1B示出反射型液晶显示器件的工作原理，其中散射液晶显示模式与回射器相结合。
图2A和图2B分别为示出直角棱镜阵列的配置的平面图和立体图；
图3A、3B和3C分别为表示第一、第二和第三单元结构(直角棱镜)的俯视图。
图4是说明在其显示面板后面包括回射器的显示器件的传统配置的横截面示意图。
图5A和图5B分别为示出进入MCCA光线的反射方向的立体图和平面图。
图6是说明用于测量由MCCA反射的光强度分布的系统的示意图。
图7A表示由MCCA反射光的最终强度分布。
图7B是表示MCCA中方位角的平面图。
图8是说明用于测量显示器件的反射特性的系统的示意图。
图9A是表示当光从二次反射方向的方位角方向入射的情况下显示器件的反射特性的曲线图。
图9B是表示当光从二次反射方向的方位角方向偏移60度的方向入射的情况下显示器件的反射特性的曲线图。
图10A是表示根据本发明第一较佳实施例的反射型显示装置的配置横截面示意图。
图10B是表示在反射型显示装置中的回射层的配置的平面图。
图11A和图11B表示显示器件的视角方向。
图12A表示如何在通过将二次反射方向投影于虚拟面上来限定的方位角方向和屏上向下方向之间形成角度ω。
图12B表示如何在通过将垂直于直角棱镜的三个面中的一个面的法线投影到虚拟面上而限定的方位角方向和屏上向上方向之间形成角度γ。
图13A和图13B示出了根据第一较佳实施例的回射层的配置。
图14A和图14B分别为回射层的平面图以及从面XIVb-XIVb观察回射层的截面图，以表示由高形状精度的MCCA二次反射的光线。
图15是表示根据本发明第二实施例的反射型显示装置的配置的横截面示意图。
图16A和图16B是表示在第二较佳实施例的反射型显示装置中的二次反射光将会产生什么样的效果的截面示意图。
图17是表示根据本发明第三较佳实施例的反射型显示装置的配置的横截面示意图。
图18是表示根据本发明第三较佳实施例的另一反射型显示装置的配置的横截面示意图。
具体实施方式
发明者进行各种测量以审视包括回射层的传统反射型显示装置的这些问题。在全面阐述本发明特定较佳实施例前将对这些结果进行说明。在下面的例子中，以结合具有MCCA结构的反射型显示装置为例进行说明。
图4是表示结合有MCCA的结构的反射型显示装置的传统配置横截面示意图。该显示器件100包括显示面板15和设置在显示面板15后的回射层2。
显示面板15包括：具有滤色器(未图示)、透明导电膜14和配向膜18的前基板；以及后基板12，它被设置成面对前基板10。假定处于散射状态或透射状态的散射液晶层1可插入这两基板10和12之间。在后基板12的表面上，具有开关元件功能的薄膜晶体管(TFT，未图示)、像素电极16和另一配向膜被设置成面向液晶层1。显示面板15的主要部分一般都具有大致相等的折射系数(例如大约为1.5)。
回射层2被设置在后基板12后并包括限定MCCA形状的树脂层20和沉积在树脂层20上的金属层21。在回射层2和后基板12之间的间隙内充有气体23(例如折射率为1.00的空气)。
通过使用TFT和像素电极16而控制施加到液晶层1的电压，显示器件100可在散射和透射状态之间切换液晶层1。
如果液晶层1受控以透射入射光线，已进入显示器件100的前基板10的入射光线24透过显示面板15并到达回射层2的金属层21。然后，光线24在显示面板(折射率大约为1.5)和空气(折射率大约为为1.00)之间的界面上折射，如图4所示。而通过外部空气并进入前基板10的光线24的入射角θA变得基本上等于通过空气23进入金属层21的光线24的入射角θB。要注意的是入射角θA、θB分别指在垂直于显示面板15表面的方向与光线24如上方向之间所定义的极角以及在垂直于MCCA虚拟面的方向和光线24入射方向之间所定义的极角。
这就是为什么通过分析进入具有MCCA形状的金属层21的光线的回射率就能知道进入显示器件100的光线的回射率并能分析显示器件100的黑色显示模式特性。
由此，首先结合图5A和图5B说明进入具有MCCA形状的金属层21的光线被反射的方向。在后面的例子中，金属层21被假定为立方体直角棱镜阵列的表面，该直角棱镜阵列中的每个直角棱镜是由彼此相互基本垂直的三个大致呈正方形的面限定的。
如果金属层21高精度地限定MCCA的形状，那么垂直入射于虚拟面上的光线25由包括光线26入射点(本文中被称为“入射直角棱镜”)的直角棱镜的三个面依次向其光源反射回去，如图5B所示。
另一方面，如果另一光线28不垂直地入射到回射层(以形成相对于回射层的法线仅为几度的倾斜角)，那么光线28从入射直角棱镜的三个面中的两个被依次反射，然而不是入射到其它面上也不是如图5B所示那样反射其光源。已从入射直角棱镜的三个面中的两个反射的光线在本文中被称为“二次折射光线”。
即使入射光已垂直于虚拟面而进入MCCA，在MCCA具有较低的形状精度(例如就法线角度和平面度而言)的情况下，仍然会产生这种二次反射光。
通过使用如图6所示的光学系统，本发明计算出由MCCA反射的光线的强度分布并跟踪二次反射光的行进方向。下面将对该测量方法及其结果进行说明。
对直角棱镜在法线角度、平面度等方面具有某些误差并以12μm节距设置的低形状精度的立方体直角棱镜阵列进行测量。更明确地说，从光源34发射出的光线被垂直地导向回射器30，其中该直角棱镜阵列以及反射光的出射方向(由方位角和极角表示)在图6所示的球面上进行测量。
图7A示出作为测量结果获得的反射光的强度分布。反射光线的出射方向由MCCA的虚拟面上的方位角α以及相对于虚拟面的法线所形成的极角β表示，如后面将要说明的那样。
如图7B所示，通过将两相邻的直角棱镜的底点连接在一起的最短线设为基准方向(即0度)，方位角α被逆时针地限定在回射器30的平面图上。极角β是形成在反射光线的出射方向和回射器30的法线(即光源34位于的天顶方向)之间的角度。极角β的大小由离开中心的距离所表示。在图7A中，分别示出了表示β为30度、60度和80度情况的三个圆。另外，在图7A所示的强度分布中，亮度越低(即越接近于黑色)，反射光的强度越高。
在图7A中，在方位角α和极角β分别为(α＝0、β＝0)、(α＝30、β＝71)、(α＝150、β＝71)以及(α＝270、β＝71)的四个点上，亮度相对较低。因此，可以知道的是在这些方向上反射相对较强的光线。
在这些反射的光线中，在回射器30的天顶方向反射的强光线(表示为(α＝0、β＝0))是从光源34射出并随后沿相同方向朝向其光源34反射回去的回射光线。要注意的是，使用图6所示的光学系统而精确地测量反射向天顶的光线强度是很困难的。那就是为什么沿天顶方向(α＝0、β＝0)反射的光线光线强度在这里要由测量系统进行校正的原因。
在三个其它方向反射的强光线是上述的二次反射光。这些二次反射光在从直角棱镜的底点向其顶点延伸(即α＝30度、150度和270度)并极角β大约为71度的三个方向上被观察到。
将这些结果考虑在内，可确认该二次反射光在图5B所示MCCA的虚拟面上沿从入射直角棱镜的底点向其顶点(位于二次反射光未进入的其它面上)延伸的方位角方向被反射回去。
如图7A所示的测量结果表示当光垂直入射在虚拟面上时，二次反射光的反射方向。这些结果还表示如果光线从这些二次反射光的出射方向(由方位角α和极角β表示)入射到回射器30上，则入射光线仅从直角棱镜的两个平面上被反射出并垂直于回射器30而离开。也就是说，可以看到即使观众正对地面向显示面板，已从二次反射光的出射方向(本文中被称为“二次反射方向”)进入回射器30的光线也会进入他或她的眼睛，由此造成黑色显示模式期间的黑色状态泄漏或灰度反转。
发明者制造了一个具有图4所示结果的样品显示器件并使用如图8所示的测量系统来测量反射率。
如下面那样进行测量。具体地说，从光源42发射出的光线被导向至样品显示器件40并且光探测器44接收其反射光。光探测器44被设置成接收垂直于样品显示器件40的显示面板(表示为(α＝0、β＝0))而反射的光线。同时，光源42被设置成从光源42发射出的光将沿方位角α保持不变而极角β(即入射角)在25度-85度的范围内可变的方向进入显示面板。
所评估的反射特性的结果如图9A和图9B所示。更具体地说，图9A示出由光的入射方向限定的方位角α等于由从样品显示器件40中的直角棱镜的底点向其顶点的方向所限定的方位角(即α＝30度、150度或270度)的情况下的测量结果。该方位角等于图7A所示被观察到的二次反射光的方向(即二次反射方向)所限定的方位角。另一方面，图9B示出在将图9A所示的入射方向的方位角转动60度后(即α＝90度、210度或330度)由入射光线的方向所限定的方位角α的情况下的测量结果。
如图9A和图9B所示，在白色显示模式中的反射特性是由样品显示器件40的液晶层的性质所决定的，并因此，不管方位角α如何变化，它几乎保持不变。另一方面，黑色显示模式中的反射特性随着方位角α的变化明显地变化。
如图9A所示，在由入射方向限定的方位角α等于由二次反射方向限定方位角的情况下，如果由入射方向限定的极角β(即入射角)小，则黑色显示模式中的反射率低。然而，如果极角β增加到60度附近，反射率急剧地增加。并且如果极角β等于或大于60度，黑色显示模式的反射率将近似地等于或大于白色显示模式中的反射率。这就是为什么如果沿方位角α为30度、150度或270度的方向入射且极角β大(即明显地向垂直于显示面板的方向倾斜)，如果观众正对地面向显示面板，则将会显示出略微发亮的黑色，屏幕上图像的黑色和白色部分具有反转的亮度和/或显示器的对比度将会降低。在图9A中，当黑色显示模式中的反射率为最高时，由入射方向限定的极角β在60度左右，这与图7A所示二次反射方向的大约为71度的极角β不一致，这就是由该测量所引起的误差。另一方面，如图9B所示，如果由入射方向所限定的方位角α明显不同于由二次反射方向所限定的方位角α，则不管由入射方向限定的极角β如何，黑色显示模式中的反射率保持为低。结果不会造成暗状态泄漏或其它显示质量的劣化。
考虑到这些结果，如果观众正对地面向显示面板，二次反射光不会造成黑色状态泄漏或灰度反转，除非光源被设置在二次反射方向上。那就是为什么为了最小化暗状态泄漏和灰度反转而最好将显示器件设计成由将要进入显示面板的光线方向所限定的方位角与由二次反射方向所限定的方位角不一致。
根据本发明，可基于这些试验和测量的发现而考虑显示器件的视角方向(即观众的位置)，从而减少暗状态泄漏和灰度反转。
实施例1
下文中将结合附图对本发明第一较佳实施例进行说明。该较佳实施例的显示器件是结合有MCCA结构的反射型显示装置，在该反射型显示装置中，显示面板的后基板和MCCA形状的回射层之间的间隙中充有折射率大约为1.00的气体。
图10A是表示较佳实施例的反射型显示装置的配置的横截面示意图。从图10A可以看出，该较佳实施例的显示器件与图4所示显示器件100具有基本相同的配置。为简明起见，在图10A中任何与图4所示对应物具有几乎相同功能的部件由相同标号表示并在这里省去对其说明。图10B是该较佳实施例的回射层2的平面图。
如图10B所示，本较佳实施例的回射层2的表面具有MCCA形状，其上多个彼此相互垂直的直角棱镜以二维方式设置在虚拟面上，各个直角棱镜都由三个大致呈正方形的面(即fx、fy和fz面)所限定。回射层2的MCCA形状在形成直角棱镜的那些面的平面度和发现角度上具有一定的误差。那就是为什么如果光线垂直入射到回射层2上，从MCCA反射的光具有如图7A所示的强度分布。
在该较佳实施例中，回射层2被设置成通过将上述二次反射方向(或矢量)投影到虚拟面上而限定的方位角方向和通过将屏上向下方向(或矢量)投影在虚拟面上而限定的另一方位角方向形成最多30度的角ω。
下面将进一步从结构上对该较佳实施例的回射层2的配置进行的说明。如果回射层2具有直角棱镜阵列形状，则通过将对于直角棱镜三个面中的一个面的法线(矢量)投影到虚拟面上所限定的方位角和由二次反射方向(即从底点朝向顶点的矢量)限定的任何一个方位角在它们之间形成180度的角度。即使回射层2具有非立方体直角棱镜阵列形状的MCCA，只要MCCA具有高形状精度，通过将对于直角棱镜三个面中的一个面的法线(矢量)投影到虚拟面上所限定的方位角和由MCCA形状的二次反射方向限定的任何一个方位角在它们之间形成180度的角度。那就是为什么回射层2被设置成通过将对于直角棱镜三个面中的一个面的法线(矢量)投影到虚拟面上而限定的方位角方向和通过将显示器件的屏上向上方向(矢量)投影到虚拟面上而限定的另一方位角方向以形成最多30度的角度γ，然后角度ω减小到30度或30度以下。
接着将对“屏上方向”、“角度ω”和“角度γ”在说明书中的意义进行更详细地说明。
图11A和图11B表示在说明书中是如何定义屏上方向的。如图11A所示，如果观众基本正对地面向显示面板15的屏幕，则对他或她而言垂直向上的方向50(即12点的方向)在本文中被称为“屏上向上方向”而对他或她而言垂直向下的方向51(即6点的方向)在本文中被称为“屏上向下方向”。另外，如图11B所示，如果观众从相对于显示面板15的法线形成一定倾角的方向上观看屏幕，则从他或她那侧朝向另一侧(即12点方向)的方向52在本文中被称为“屏上向上方向”，而从另一侧朝向他或她那侧的方向52(即6点方向)在本文中被称为“屏上向下方向”。
图12A表示在本文中如何定义角度ω的。如上所述，回射层2具有设置在虚拟面55上的直角棱镜(单元结构)54。在由那些直角棱镜54构成的MCCA上，如果二次反射方向62被投影到虚拟面55上，则方位角方向64是被虚拟面55上的二次反射方向62所限定的。另一方面，如果结合图11A和图11B说明的屏上向下方向被投影到虚拟面55上，则方位角方向66是由虚拟面55上的屏上向下方向所限定的。在显示器件中，回射层2的虚拟面55和显示面板15一般相互彼此平行地设置。那就是为什么方向66典型地与屏上向下方向相同。在二次反射方向62的方位角方向64和屏上向下方向66之间形成的角度在本文中被称为“角度ω”。在图12A所示例子中，直角棱镜54被假定为立方体直角棱镜，并因此二次反射方向从直角棱镜的底点向其顶点延伸(参阅图7A和图7B)。然而，二次反射方向是由直角棱镜54的形状限定的并且不局限于图12A所示方向62。
图12B表示在本文中如何人定义角度γ并示出设置在图12A所示虚拟面55上的直角棱镜(单元结构)54。如果对于直角棱镜54三个面中的一个面的法线(矢量)59被投影到虚拟面55上，方位角方向60由虚拟面55上的法线59限定。另一方面，如果屏上向上方向被投影到虚拟面55上，方位角方向58由虚拟面55上的屏上向上方向限定。在显示器件中，回射层2的虚拟面55和显示面板15一般彼此平行地设置。那就是为什么方向58一般都与屏上向上方向相同。在由法线59限定的方位角方向60和屏上向上方向58之间形成的角度在本文中被称为“角度γ”。
由于该较佳实施例的回射层2如上所述那样被设置，观众的向下方向或朝向观众侧的方向(即屏上向下方向)基本上与二次反射方向中的一个方向一致。结果，可减少来自二次反射方向中的一个方向的将要进入显示面板15的光量并因此能将由二次反射光造成的影响减少到现有技术的2/3。下面将结合附图对这个原因进行更详尽的说明。
图13A是示出诸如电子簿之类的显示器件的显示面板的平面示意图，而图13B是示出图13A所示显示器件中的回射层的配置的放大的平面示意图。在该显示器件中，如图13B所示，回射层被设置成二次反射方向中的一个的方位角方向69与屏上向下方向一致(例如满足ω≤30度或γ≤30度)。如图11B所示，如果该显示器件被水平地置于扩散光源下并如果观众从相对于显示面板15的法线限定一倾角的方向上观看屏幕，则将从二次反射方向的一个方向进入显示面板15的光被观众自己所遮挡。另一方面，如图11A所示，如果显示器件被垂直地置于扩散光源下并且如果观众正对地朝向显示面板15的屏幕，则二次反射方向的一个方向将指向通常不存在光源的底面。结果，将削减从这个方向进入显示面板15的光量。另外，即使观众在强烈的点光源存在的环境下观看显示器件的屏幕，在点光源的方向和二次反射方向中的一个方向之间存在一致的可能性也会减少到常规例的2/3。
为了更确实地减少由二次反射光所产生的影响，通过将二次反射方向投影到虚拟面上的限定的方位角方向以及通过将屏上向下方向投影到虚拟面上所限定的方位角方向较为有利地形成等于或小于25度的角度ω。同样，通过将直角棱镜三个面中的一个投影到虚拟面上而定义的方位角方向和通过将屏上向上方向投影到虚拟面上定义的方位角方向较为有利地形成等于或小于25度的角度γ。
发明者进行了实验，将屏幕尺寸为10英寸以上的显示器件置于至少在观众后面存在光源的环境中。结果，我们发现角度ω或角度γ较佳地为等于或小于12度。下面将对这些试验和它们的结果进行详尽地说明。
假设肩宽40cm的观众观看屏幕大小为10英寸(尺寸为15.2cm×20.3cm)的面板，该面板被设置在他或她前面的水平面上。另外，从面板下侧到观众胸部的距离假定为30cm。在那种情况下，如果二次反射方向在屏上向下方向上几乎没有偏移(即如果角度ω很小)，则来自二次反射方向的外部被他或她的肩膀遮挡。然而，如果角度ω增加到使得在放置面板的水平面上，二次反射方向平行于由面板右上角(或右手边的端部)朝向他或她的肩的右边平行，从他或她肩的右边之上朝向面板右上角发射的外部光进入面板并被二次反射，随后到达他或她的眼睛。在这种情况下，当二次反射方向平行于从面板右下角向他或她肩的右边延伸的方向时，形成在二次反射方向和屏上向上方向之间的角度ω计算为12度。这样，可以看到在这些假定中，角度ω较为有利地减少到等于或小于12度以如所打算那样遮挡从二次反射方向中的一个方向进入面板的外部光。发明者还使用较大尺寸的面板并且不在观众前面设置面板。这样，我们发现角度ω较为有利地小于12度。因此，尽管取决于显示器件的大小及其操作环境，角度ω(以及角度γ)应为等于或小于12度以便于使得来自观众后面的外部光引起的暗状态泄漏最小化。
理想地，角度ω或角度γ基本等于0度。在这种情况下，能减少二次反射光产生的效果并能获得更好的显示质量，且与显示器件的尺寸大小或其它操作环境无关。
于是，根据较佳实施例，将被MCCA二次反射考虑在内，可相对于视角方向调整回射层2的配置，并因此能提高显示质量而不至于使制造工序变得过分复杂。迄今为止已提出多种用于具有回射层的显示器件的配置，如上面所提到的那样。但没有一种将注意力集中于这种设置上。另外，由本申请的申请人提交的日本专利申请公开号2003-195788中公开了一种配置，其中直角棱镜的配置模式和反射电极的模式彼此相互匹配以增加孔径比。然而，本专利公开并没有提到如何相对于视角度方向调整直角棱镜的配置模式。
回射层2的各个单元结构(即直角棱镜)不一定是立方体直角棱镜，它也可以是由三个彼此相互垂直的三角形面(或任何其它形状的面)所构成的直角棱镜。不管怎么说，这些单元结构可较为有利地设置于回射层2并基本朝向同一方向。在这种情况下，由这些单元结构所限定的二次反射方向可彼此相同。结果，可更显著地减少由二次反射光所产生的影响。由基本朝向相同方向的单元结构所组成的回射层的例子不仅包括上述的立方体直角棱镜阵列，还可包括图3B和图3C所示的直角棱镜阵列。此外，回射层2中的直角棱镜的形状和配置节距也不受特别的限制。然而，为将该阵列用作回射层，该阵列的总尺寸较为有利地不大于人的瞳孔尺寸(例如等于或小于5mm)。
在上述较佳实施例中，回射层具有由多个面构成的MCCA，每个面都存在某些误差的平面度和法线角度。或者，回射层天然地具有带极好的形状精度的MCCA。即使这样，也能最小化由于二次反射光引起的显示质量的劣化。
下文将结合附图详细说明在MCCA具有高形状精度的情况下二次反射光的形态。图14A是具有MCCA形状的回射层的平面示意图。图14B是图14A所示的回射层从面XIVb-XIVb上观察的平面图，面XIVb-XIVb具有30度的方位角α并被限定为垂直于虚拟面。作为选择，面XIVb-XIVb的方位角α也可以是150度或270度。
如果回射层的表面70具有非常好的形状精度(即具有理想的MCCA形状)，则已垂直入射到该回射层上的光线72被表面70的三个面反射回其光源。因此，来自特定方向的光线76被表面70反射并随后垂直于回射层而离开MCCA从理论上说是不可能的。因此，即使光线76来自由30度的方位角α和71度的极角β所限定的方向，光线76也不会到达位于显示面板正前方的观众的眼中。
然而，从例如相对于回射层的法线限定2-3度倾角d的方向入射到直角棱镜的棱线附近的光线74的一部分仅被直角棱镜的两个面反射并随后沿与入射方向不同的方向离开。如果在其入射方向上的光线74的方位角α为30度、150度或270度，则处于其出射方向的方位角α等于光线74的入射方向的方位角。但在其出射方向上的光线74的极角β将比二次反射方向的极角向面板的前方多偏移角度d(即β＝(71-d)度)。假设光线74从相对于回射层的法线限定某个倾角的方向上射向回射层以测定图7A所示的反射光的强度分布。在这种情况下，如果在其入射方向上的光线74的方位角α为30度、150度或270度，则其中观察到二次反射光的方向的方位角α等于其入射方向上的光线的方位角，并且极角β变得小于71度。
这样，可以看出来自光线74的二次反射光的出射方向的光线78(例如，由α＝30度和β＝71-d所限定)将沿相对于显示面板的法线所限定倾角d的方向离开显示面板。因此，如果观众从相对于显示面板的法线而限定倾角d的方向(定义为α＝30度和β＝d)观看显示屏，随后来自特定方向(定义为α＝30度和β＝(71-d)度)的光线78的二次反射光将到达他或她的眼睛，由此可能造成暗状态泄漏(或使图像的黑色部分略微发亮)。
如果在其入射方向上的光线74的方位角α为30度、150度或270度，则其中观察到二次反射光的方向的极角β将为(71-d)度。然而，如果在其入射方向上的光线74的方位角α不是这些角度中的一个(即与30度、150度或270度相差x度(其中x等于或小于±60度))，则其中观察到二次反射光的方向的极角β将比(71-d)度还要大y度(即β＝(71+y)-d)。在这种情况下，角度y的大小是由上述角度x所确定的。典型地，角度x的绝对值越大，角度y也变得越大。因此，如果观众从相对于显示面板的法线限定倾角的方向上(例如由α＝30+x和β＝d定义)观看显示屏时，则来自特定方向(例如定义为β＝(71+y)-d)的光线的二次反射光将进入他或她的眼睛。
在该较佳实施例中，回射层2可设置成二次反射方向的方位角方向中的一个与屏上向下方向基本一致。为此，即使回射层2具有理想的MCCA形状，也会减少来自二次反射方向的光量(即光线78)。结果，当观众倾斜地观看显示面板时，由二次反射光所造成的显示质量的劣化被最小化。特别是当观众从相对于垂直显示面板的方向而向屏上向上或向下方向限定几度倾角的方向上观看显示屏时，能有效地减少二次反射回光线所产生的影响。
在这种情况下，如果回射层2具有理想MCCA形状或准理想MCCA形状，即使用已结合图4说明的方法测量反射光线强度，也无法检测到该MCCA形状的二次反射方向。在图6所示的光学系统中，如果从光源34发出的光不是完全的平行光时，则会产生二次反射光。另一方面，如果从光源34发射出的光基本为平行光，则垂直入射到回射层2上的大部分光将被回射并且二次反射光的强度将明显减少。结果，检测二次反射方向变得困难。在这种情况下，如果使用图6所示光学系统使得从光源34射出的光以一度或更多的锥角垂直地入射到回射层2上，则能容易地产生二次反射光并且能获得图7A所示的反射光的强度分布。并且能基于反射光的结果强度分布而检测二次反射方向。在本说明书中，“二次反射方向”即将垂直入射到虚拟面上并由两个面反射的光线的出射方向被假设为包括以上面规定的锥角而垂直入射到虚拟面上并随后由两个面反射的光线的出射方向。
如上所述，该较佳实施例的回射层2可具有由本申请的申请人在2003-366157号日本专利申请中公开的方法形成的高精度MCCA形状或用传统方法制成的在具有一定误差的平面度上的普通MCCA形状。在任何情况中，通过实施本发明的理念可明显地减少二次反射光所产生的影响，并因此能提高显示质量。回射层2的回射率随着制造层的方法及其形状精度而改变，但较为有利地为至少50％，因为在那种情况下能实现很好的显示质量。
在上述较佳实施例中，在回射层2和后基板12之间的间隙中充满折射率基本上等于空气的气体23。然而，本发明并不局限于该特定的较佳实施例中。只要显示面板上的光线的入射角θA基本上等于回射层2的MCCA上的光线的θB，任何其它配置都可被采纳。那就是为什么MCCA的表面可与折射率为1-1.06(即低折射率层)的气体、液体或固体层接触。
实施例2
下文将结合附图对根据本发明第二较佳实施例的显示器件进行说明。该较佳实施例的显示器件是结合了具有MCCA结构的反射型显示装置。
图15是表示根据该较佳实施例的反射型显示装置的配置的横截面示意图。该较佳实施例的反射型显示装置具有与结合图10A所说明的第一较佳实施例的对应物几乎相同的结构，除了在显示面板的后基板12和回射层2之间的间隙被充满具有1.06或更大折射率的液体或固体83。在该较佳实施例中，折射率为1.5的树脂83被用作液体或固体。尽管未图示，该较佳实施例的回射层2还具有图10B所示的MCCA形状。在图15中为简明起见，与图10A中所示对应物具有相同功能的任何部件被赋予相同的标号并在这里省去对它们的说明。
在该较佳实施例中，在黑色显示模式中，入射到前基板10的光线80透过显示面板，被回射层2表面上的MCCA回射，再次通过显示面板并回到其光源处。在这种情况下，光线80从空气进入前基板10时被反射，透过由具有大约1.5的折射率的材料制成的显示面板并随后通过树脂83入射到回射层2。那就是为什么透过树脂撞击金属层21的光线80的入射角(即极角)θB小于从空气撞击前基板10的光线80的入射角θA。
下文将对由该较佳实施例的反射型显示装置上的二次反射光所造成的影响进行详细地说明。图16A和图16B是从垂直于与包括二次反射方向的另一个面平行的虚拟面的面上观察到的该较佳实施例的反射型显示装置的横截面图。
首先将结合图16A对观众正对地面向该反射型显示装置的显示面板的情况进行说明。如果光线87需要从MCCA的二次反射方向(例如定义为α＝30度而β＝71度)入射到回射层2，则光线87应来自极角θA大于90度的方向上。然而，实际上没有光来自这个方向。另外，即使光线从二次反射方向(例如定义为α＝30度和θA＝71度)指向前基板10，由于光线已被折射，回射层2上的光线88的入射角θB小于二次反射方向的极角，即θB＜71度，并且光线不会垂直于面板地离开显示面板。
可以知道，如果折射率大于等于1.06的固体(例如树脂)或液体(例如甘油)被涂覆于回射层2的表面上，则会减少从由回射层2的MCCA形状所限定的二次反射方向上进入回射层2的光量。结果，当观众正对地面向显示面板时，暗状态泄漏被最小化。
具体地说，如果在回射层2和后基板12之间的间隙中充有折射率大约为1.06的液体或固体，则相比现有技术，可减少垂直于面板离开显示面板的二次反射光量超过33％。结果，相比于仅在回射层2上设置充满空气的间隙的情况，它能获得更明显的效果。然而，光始终被显示面板和MCCA以一定程度地散射并且垂直地离开显示面板的二次反射光不会被完全消除。另一方面，如果在回射层2和后基板12之间的间隙中充满折射率为1.47的甘油，则不会有二次反射光垂直地离开显示面板。结果，正对地面向显示面板的观众能观看屏幕，而不会被二次反射光造成的暗状态泄漏干扰。
接着，将结合图16A对垂直进入到显示面板上的光线89进行说明。光线89也垂直地进入回射层2并随后沿二次反射方向被部分反射。然而，由于显示面板15和空气之间的折射率不同，该二次反射光线不会射向观众并且不会降低显示质量。
接着，将结合图16B对观众倾斜地观看反射型显示装置的显示面板的情况进行说明。观看角度方向的方位角α被假设为等于二次反射方向的方位角(即α＝30、150或270度)。
如果已从与观看角度方向相同的方位角方向入射到显示面板15的光线91以小于二次反射方向极角β(71度)的角度θB进入回射层2(即如果θb＝71-d)，则其二次反射光以相对于回射层2的法线限定一个倾角d的方向被回射层2反射并随后沿相对于图16B所示显示面板15的法线限定倾角d’(d’＞d)的方向离开显示面板。结果，如果他或她位于在特定方位角方向上相对于显示面板15的法线限定倾斜角d’的方向上，二次反射光将进入观众的眼睛。由此造成暗状态泄漏和其它显示质量的劣化。
假设设置在回射层2表面上和显示面板内的固体或液体83均具有1.5的折射率并且回射层2的MCCA具有高的形状精度。在这种情况下，没有光以小于29.7度的角度d进入显示面板。因此在该例中，能够到达观众眼睛的二次反射光的角度d为大于等于28.7度，而角度d’为大于或等于46度。因此，能够知道的是如果观众从相对于二次反射方向的方位角方向(即，如果α＝30、150或270度并且β≥46)而限定46度或大于46度的倾角的方向上观看显示屏，可能会发生暗状态泄漏和其它现象。
在该较佳实施例中，回射层2可设置成二次反射方向的一个方向的方位角方向与屏上向下方向基本一致。那就是为什么如果观众从相对于显示屏的法线而限定预设倾角(例如在上述例子中为46度)的方向上观看显示屏15的话，可将由二次反射光造成的影响削减至2/3。结果，可使暗状态泄漏和其它显示质量劣化最小化。该预设角度随反射型显示装置各部分的折射系统和MCCA的形状精度而变化。
在上述较佳实施例中，回射层2和后基板12之间的间隙中被充有折射率为1.06或1.06以上的液体或固体83。然而，本发明不局限于特定的较佳实施例。或者，MCCA的表面与折射率在1.06或1.06以上折射率(即高折射率层)的任何层接触。如果该层具有高折射率，则进入回射器的光具有小的入射角。结果，可增加回射性并实现好的黑色显示。高折射率层可由无机材料制成(例如折射率为2.7的TiO2)，它一般具有比有机材料更高的折射率。然而，比TiO2折射率更高的无机材料(例如折射率为3.0的Sb2S3)在可见发光区具有低透明度。那就是为什么如果高折射率层由这种无机材料制成，则显示质量会明显降低。鉴于这种考虑，当采用无机材料制成时，高折射率层较佳地具有2.7或2.7以下的折射率。
实施例3
下文中将参阅附图对根据本发明第三实施例的显示器件进行说明。该较佳实施例的显示器件是具有MCCA嵌入结构的反射型显示装置。
图17是示出根据该较佳实施例的反射型显示装置的配置的横截面示意图。该较佳实施例的显示器件包括：具有滤色器120、透明电极114和配向膜118的前基板110；设置成面对前基板110的后基板112；以及插入在这些基板110、112之间的液晶层101。后基板112包括多个作为开关元件的TFT124，TFT124上设有MCCA形状的绝缘层126；多个反射型电极122和配向层118。反射型电极122可形成在绝缘层126上并具有与绝缘层126的表面形状相同的MCCA形状。此外，反射电极122彼此相互隔开并提供各像素(即将要呈现图像的单位)并通过刺穿绝缘层126的接触孔而连接于它们所关联的TFT124的各漏极。配向层118可沉积在绝缘层126和反射电极122上并具有表示绝缘层126表面形状的不均匀性。如上述较佳实施例中所表示那样，该液晶层101是能在光透射状态和光散射状态之间切换的散射型的。
在较佳实施例中，反射电极122既作为像素电极又作为回射层。反射电极122的MCCA形状已结合附图10B的说明而作出定义。也就是说，反射电极122被设置成：通过将直角棱镜三个面中的一个的法线投影到虚拟面所限定的方位角方向和通过将屏上向上方向投影到虚拟面上所形成的方位角方向形成不大于30度的角度γ，或者由MCCA形状限定的二次反射方向与屏上向下方向形成不大于30度的角度ω。
在该较佳实施例中，进入前基板110的光线128透过折射率基本均一(例如1.5)的显示面板内，并随后入射到反射电极122上。在这种情况下，光线128在反射电极122上的入射角(或极角)θB小于光线128在前基板110上的入射角(或极角)θA，例如θB＜θA，就象上述第二较佳实施例中那样。
在该较佳实施例中，通过空气(折射率1.00)朝向前基板110的光线走向与结合图16A和图16B所说明的光的走向相同。因此，如果观众正对地面向显示面板，由于在显示面板内和空气之间的折射率的差，反射电极122上的光的入射角θB受到限制。结果，二次反射光线几乎不会降低显示质量。另一方面，如果观众从相对于显示面板法线限定预设倾角(例如46度)的方向观看显示面板，通过调整反射电极122的MCCA形状配置，由二次反射光所造成的影响减少到现有技术的2/3。结果，能使暗状态泄漏、灰度反转和其它性能劣化最小化。
作为图17所示配置的代替，根据本实施例的另一反射型显示装置具有图18所示配置。
与图17所示配置不同，图18所示反射型显示装置可设计成具有MCCA形状的绝缘层、平整的树脂层123、多个透明像素电极121和配向层118被依次层叠在后基板112的TFT124上。回射层102还具有与绝缘层126的表面形状对应的MCCA形状。回射层102上的不均匀性因为平整的树脂层123而平整化。因此，像素电极121和配向层118具有基本平整的表面。像素电极121藉由贯穿绝缘层126和平整的树脂层123的接触孔而连接于关联的TFT124的各漏极。
在另一配置中，进入前基板110的光线129透过折射率基本均一(例如1.5)的显示面板内部并入射到回射层102上。在这种情况下，回射层102上的光线129的入射角(或极角)θB小于前基板110上的光线129的入射角(或极角)θA，例如θB＜θA，如图17所示。因此，通过空气(折射率为1.00)射向前基板110的光的走向与结合图16A和图16B的第二较佳实施例中所描述的光的走向相同。结果，采用这种配置也能获得与图17所示那些配置相同的效果。
该较佳实施例的反射型显示装置不一定要有图17或图18所示的配置，它只需在显示面板的液晶层和后基板之间包括具有MCCA形状并用作回射层的层即可。与用作回射层(例如，图17所示配置中的配向层118或图18所示配置中的平整树脂层123)的层表面接触的层的折射率为1.06-2.7，典型地，该折射率几乎与显示面板的其它部件(包括液晶层和基板)一样高。
根据如上所述本发明的多个较佳实施例，在包括回射层的反射型显示装置中，可能由从特定方向进入回射层的光所造成的暗状态泄漏、灰度反转和其它显示质量的劣化被最小化，并能实现高对比度和高可视显示。此外，无论回射层的MCCA形状精度如何，都能改善显示质量。
本发明能有效地适用于回射层在显示面板内的反射型显示装置以及回射层被设置在显示面板后的反射型显示装置。
尽管已就较佳实施例对本发明进行了说明，对本领域内技术人员显而易见的是可用多种方法对所公开的发明进行修正并能设想出除了上面特别说明的实施例外的多个实施例。因此，所附权利要求旨在覆盖本发明落在发明实质精神和范围内的所有修正。
非临时申请要求提交于2005年2月1日2005-025453号日本专利申请在35USC&119(a)下的优先权，整个内容被援引于此以供参考。

Claims (16)

1.一种反射型显示装置，包括：
回射层，所述回射层包含多个以二维方式设置在虚拟面上的单元结构；
调制层，所述调制层被设置在比回射层更靠近观众的位置并可在光学特性彼此相互不同的第一状态和第二状态之间切换；
所述反射型显示装置通过利用从回射层反射回来的光进行显示操作；
其中，所述回射层的各所述单元结构具有由基本上彼此相互垂直相对的三个面限定的凹槽；以及
其中，通过将三个面中的一个面的法线投影到虚拟面上而限定的方位角方向和通过将屏上向上方向投影到虚拟面上而限定的另一方位角方向形成最多30度的角度。
2.一种反射型显示装置，包括：
回射层，所述回射层包括多个以二维方式设置在虚拟面上的单元结构；以及
调制层，所述调制层被设置在比回射层更靠近观众的位置并可在光学特性彼此相互不同的第一状态和第二状态之间切换；
所述反射型显示装置通过利用从回射层反射回来的光而进行显示操作；
其中，所述回射层的各所述单元结构具有由基本上彼此相互垂直的三个面限定的凹槽；以及
其中，基本垂直于虚拟面入射并仅由任一单元结构的三个面中的两个面反射的光线沿着由单元结构形状限定的多个方向而回来；以及
其中，通过将这些特别方向中的任何一个投影到虚拟面上而限定的方位角方向和通过将屏上向下方向投影到虚拟面上而限定的另一方位角方向形成最多为30度的角度。
3.如权利要求1所述反射型显示装置，其特征在于，所述角为等于或小于12度。
4，如权利要求2所述反射型显示装置，其特征在于，所述角度较为等于或小于12度。
5.如权利要求1所述反射型显示装置，其特征在于，所述回射层的单元结构可设置成基本面向同一方向。
6.如权利要求2所述反射型显示装置，其特征在于，所述回射层的单元结构可设置成基本面向同一方向。
7.如权利要求5所述反射型显示装置，其特征在于，所述各个单元结构的彼此相互基本垂直的三个面是正方形的。
8.如权利要求6所述反射型显示装置，其特征在于，所述各个单元结构的彼此相互基本垂直的三个面是正方形的。
9.如权利要求1所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
设置成比调制层更靠近观众的前基板；
设置在调制层后面并面向前基板的后基板；以及
将电压施加到调制层的部件，所述部件被设置在前基板和后基板之间，
其中，所述回射层可设置在调制层和后基板之间。
10.如权利要求2所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
设置成比调制层更靠近观众的前基板；
设置在调制层后面并面向前基板的后基板；以及
将电压施加到调制层的部件，所述部件被设置在前基板和后基板之间，
其中，所述回射层可设置在调制层和后基板之间。
11.如权利要求1所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
设置成比调制层更靠近观众的前基板；
设置在调制层后面并面向前基板的后基板；以及
将电压施加到调制层的部件，所述部件可设置在前基板和后基板之间；
其中，所述回射层可设置在后基板后面。
12.如权利要求2所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
设置成比调制层更靠近观众的前基板；
设置在调制层后面并面向前基板的后基板；以及
将电压施加到调制层的部件，所述部件被设置在前基板和后基板之间；
其中，所述回射层可设置在后基板后面。
13.如权利要求11所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
在回射层和后基板之间的高折射率层，所述高折射率层的折射率为1.06-2.7，所述回射层的单元结构的各表面与所述高折射率层接触。
14.如权利要求12所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
在回射层和后基板之间的高折射率层，所述高折射率层的折射率为1.06-2.7，所述回射层的单元结构的各表面与高折射率层接触。
15.如权利要求11所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
回射层和后基板之间的低折射率层，所述低折射率层的折射率为1.0-小于1.06。所述回射层的单元结构的各表面可与低折射率层相接触。
16.如权利要求12所述反射型显示装置，其特征在于，还包括：
回射层和后基板之间的低折射率层，所述低折射率层的折射率为1.0-小于1.06。所述回射层的单元结构的各表面可与低折射率层相接触。
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