JP3920210B2 - 液晶ディスプレイパネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに関する。本発明は、詳細には、光効率および光透過率を高めることが可能なＬＣＤパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の透過ＬＣＤパネル１０は、第一の基板１１、第二の基板１２、液晶層１３、第一の偏光子１６、第二の偏光子１７、および、複数の画素電極を含む。複数の画素電極の各々は、図１に示されるように反射領域１４および透過領域１５を含む。バックライト源１８からの入射光は、ＬＣＤパネル１０を通過し、その結果として、肉眼で認識可能な画像を表示する。バックライト源１８から液晶層１３内への入射光の経路は、経路ａ、ａ’および経路ｂで表現され得る。経路ｂで示されるように領域１５を通過することによって、入射光の一部は直接透過し得る。しかし、入射光が反射領域１４の下にある場合、反射領域１４とバックライト源１８による反射効果との結果として、入射光のほんの一部分は、領域１５を通過し、透過する。しかし、この入射光のほんの一部分は、経路ａで示されるような反射過程の第二の偏光子１７による吸収に起因して弱められる。さらに、反射領域１４の下にある入射光の大部分は、反射領域１４による妨げ、または、経路ａ’で示されるような第二の偏光子１７による吸収に起因して減衰される。一般的に、従来の半透過ＬＣＤパネル１０の透過率は約２５％である。図２で示されるように、第一の基板２１、第二の基板２２、液晶層２３、不均一表面を有する反射領域２４、および、透過領域２５を設けたＬＣＤパネル２０を開示しているものもある（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、周囲光源およびバックライト源の利用効率を改善することを重要視していない。
【０００３】
さらに、図３に示される、反射層３９が、第二の偏光子３７の下に設置されたＬＣＤパネル３０を開示しているものもある（例えば、特許文献２を参照。）。この構成により、バックライト源３８からの入射光は、さらに反射して、経路ｃで示されるように、反射領域３４によって直接遮断されることなく、または、第二の偏光子３７によって吸収されることなく、透過領域３５を通過することができる。光源の一部分が、経路ｄで示されるように、反射領域３４の妨げによって消費されるのを防ぐことはできず、反射層３９を偏光子３７の下にさらに覆う必要があるので、生成プロセスで生じた調整不足などによって、製造プロセスはさらに制御不可能になる。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第６,１９５,１４０号明細書
【０００５】
【特許文献２】
米国特許出願公開第２００１／００１７６７９号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、透過率を増加させ、かつ、反射率を減少させない、より高い光効率を有するＬＣＤパネルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し、従来技術の欠点をなくすために、本発明は、第一の基板、第二の基板、第一の基板と第二の基板との間に設置された液晶層、複数の画素電極を含むＬＣＤパネルを提供する。複数の画素電極の各々は、複数の突起ブロックを含む。複数の突起ブロックの各々は、第二の基板の表面を覆って設置され、アークの中心に開口部を有する中空アーク形状の第一の反射層と、第二の基板の表面に埋め込まれ、第一の反射層の開口部の下に設置された第二の反射層とを含む。
【０００８】
このように、バックライト源からの入射光は、二重反射効果を利用することによって、第一の反射層の開口部を通過し、もとは反射層によって最初に遮断された入射光を再度透過光にして、光効率を増加させ得る。
【０００９】
本発明による液晶ディスプレイパネルは、第一の基板と、第二の基板と、該第一の基板と該第二の基板との間に設置された液晶層と、該第二の基板の表面の上に設置された複数の画素電極であって、該画素電極は、複数の突起ブロックを含み、該突起ブロックの各々は、（ａ）該第二の基板の表面を覆って設置された第一の反射層であって、該第一の反射層の中心位置に開口部を有する、第一の反射層と、（ｂ）該第二の基板の表面の上、および、該第一の反射層の該開口部の下に設置された第二の反射層とを含む、複数の画素電極とを含み、これにより上記目的を達成する。
【００１０】
前記第一の反射層の材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金から基本的に構成される群から選択されてもよい。
【００１１】
前記第二の反射層の材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金から基本的に構成される群から選択されてもよい。
【００１２】
前記第一の反射層はアーク形状であってもよい。
【００１３】
前記第二の反射層は、長方形、円または正方形の形状であってもよい。
【００１４】
前記第二の反射層は、平滑面または凹面であってもよい。
【００１５】
前記第一の反射層の前記開口部は、長方形、円または正方形の形状であってもよい。
【００１６】
前記第二の反射層は、前記第一の反射層の焦点距離の１／２の位置に定められてもよい。
【００１７】
前記第一の反射層の前記開口部の幅は、前記第二の反射層の幅にほぼ等しくてもよい。
【００１８】
前記第一の反射層の前記開口部の幅は、該第一の反射層の半径の１／３〜２／３の範囲であってもよい。
【００１９】
前記第一の反射層の前記開口部の幅は、該第一の反射層の半径の１／２にほぼ等しくてもよい。
【００２０】
前記第二の反射層の前記開口部の幅は、前記第一の反射層の１／３〜２／３の範囲であってもよい。
【００２１】
前記第二の反射層の前記開口部の幅は、前記第一の反射層の半径の１／２にほぼ等しくてもよい。
【００２２】
前記第二の反射層は、前記第二の基板の表面に埋め込まれていてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明を添付の図面を参照して説明する。
【００２４】
図４は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの断面図を示す。このＬＣＤパネルは、第一の基板４１、第二の基板４２、液晶層４３、および、複数の画素電極（図示せず）を含む。液晶層４３は、第一の基板４１と第二の基板４２との間に設置され、各画素電極は、複数の突起ブロック４４を含む。
【００２５】
各突起ブロック４４は、第一の反射層４５および第二の反射層４６を含む。第一の反射層４５は、第二の基板４２の表面を覆って設置され、アークの中心に開口部４５３を有する中空アーク形状である。第一の反射層４５は、第一の表面４５１および第二の表面４５２を提供する。第一の表面４５１は、周囲光源を反射するために用いられ、一方、第二の表面４５２は、入射光源を反射するために用いられる。第二の反射層４６は、第二の基板４２の表面に埋め込まれ、第一の反射層４５の開口部４５３の下に位置する。第一の反射層４５および第二の反射層４６は、導電性および高反射率を有する材料から作製される。これらの材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金からなる群から選択され得る。第一の反射層４５の開口部４５３、および、第二の反射層４６の形状は、どんな規則にも依存しない。より良い形状は、長方形、円または正方形である。さらに、第一の反射層４５および第二の反射層４６の表面は、反射または焦点調節を容易にするように、平滑面または凹面となっている。
【００２６】
図５は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの上面図を示す。この実施形態のＬＣＤパネルは、透過領域として各突起ブロック４４の開口部４５３を用いる。従って、バックライト源からの入射光は、開口部４５３を通って透過し得、反射層に妨げられた結果、光効率がより減少するといった従来技術の欠点を回避し得る。
【００２７】
図６は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの反射原理のヒントダイアグラムを示す。バックライト源からの入射光は、二重反射によって、第一の反射層４５の開口部４５３を透過する。経路ｆおよびｇに関する限りでは、バックライト源からの入射光は、第一の反射層４５の第二の表面４５２を通って、第二の反射層４６の表面へと第一の反射をし、第二の反射層４６を通って第二の反射をして、開口部４５３を透過する。従って、従来技術において、反射領域の妨げによって消費された入射光は、透過光を形成するようにさらに反射され得る。本発明の透過率は、従来技術の三倍の透過率を達成し得る。
【００２８】
本発明の透過率は、第一の反射層４５のアーク、第二の反射層４６と開口部４５３との間の距離、ならびに、第二の反射層４６および開口部４５３の大きさによって制御され得る。このことは、本発明を何ら制限するものではない。
【００２９】
本発明の一実施形態において、第一の反射層４５の開口部４５３と第二の反射層４６との間の距離は、第一の反射層４５の焦点距離の約１／３〜約２／３の位置に定められる。より好ましくは、焦点距離の１／２の位置に定められる。さらに、第一の反射層４５の開口部４５３の幅、および、第二の反射層４６の幅は、同様に概算で設定され得る。開口部４５３および第二の反射層４６の幅は、第一の反射層４５の半径の１／３〜２／３の範囲であり、より好ましくは、反射層４５の半径の１／２である。
【００３０】
本発明の上記の実施形態は、例示することのみを目的としているが、上掲の特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者であれば多くの別の実施形態を想起し得る。
【００３１】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明は、第一の基板、第二の基板、第一の基板と第二の基板との間に設置された液晶層、複数の画素電極を含むＬＣＤパネルを開示する。複数の画素電極の各々は、複数の突起ブロックを含む。複数の突起ブロックの各々は、第二の基板の表面を覆って設置され、アークの中心に開口部を有する中空アーク形状の第一の反射層、および、第二の基板の表面に埋め込まれ、第一の反射層の開口部の下に設置された第二の反射層を含む。上記構成によれば、開口部は、バックライト源からの入射光を透過させる。この結果、光効率が向上し得る。また、開口部の下に第二の反射層を設けることによって、バックライト源からの入射光を再度透過光となるように反射させる。この結果、透過率は向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のＬＣＤパネルの断面図を示す。
【図２】図２は、従来のＬＣＤパネルの別の断面図を示す。
【図３】図３は、従来のＬＣＤパネルの別の断面図を示す。
【図４】図４は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの断面図を示す。
【図５】図５は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの上面図を示す。
【図６】図６は、本発明に従ったＬＣＤパネルの反射原理のヒントダイアグラムを示す。
【符号の説明】
４１ 第一の基板
４２ 第二の基板
４３ 液晶層
４４ 突起ブロック
４５ 第一の反射層
４６ 第二の反射層
４５１ 第一の表面
４５２ 第二の表面
４５３ 開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに関する。本発明は、詳細には、光効率および光透過率を高めることが可能なＬＣＤパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の透過ＬＣＤパネル１０は、第一の基板１１、第二の基板１２、液晶層１３、第一の偏光子１６、第二の偏光子１７、および、複数の画素電極を含む。複数の画素電極の各々は、図１に示されるように反射領域１４および透過領域１５を含む。バックライト源１８からの入射光は、ＬＣＤパネル１０を通過し、その結果として、肉眼で認識可能な画像を表示する。バックライト源１８から液晶層１３内への入射光の経路は、経路ａ、ａ’および経路ｂで表現され得る。経路ｂで示されるように領域１５を通過することによって、入射光の一部は直接透過し得る。しかし、入射光が反射領域１４の下にある場合、反射領域１４とバックライト源１８による反射効果との結果として、入射光のほんの一部分は、領域１５を通過し、透過する。しかし、この入射光のほんの一部分は、経路ａで示されるような反射過程の第二の偏光子１７による吸収に起因して弱められる。さらに、反射領域１４の下にある入射光の大部分は、反射領域１４による妨げ、または、経路ａ’で示されるような第二の偏光子１７による吸収に起因して減衰される。一般的に、従来の半透過ＬＣＤパネル１０の透過率は約２５％である。図２で示されるように、第一の基板２１、第二の基板２２、液晶層２３、不均一表面を有する反射領域２４、および、透過領域２５を設けたＬＣＤパネル２０を開示しているものもある（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、周囲光源およびバックライト源の利用効率を改善することを重要視していない。
【０００３】
さらに、図３に示される、反射層３９が、第二の偏光子３７の下に設置されたＬＣＤパネル３０を開示しているものもある（例えば、特許文献２を参照。）。この構成により、バックライト源３８からの入射光は、さらに反射して、経路ｃで示されるように、反射領域３４によって直接遮断されることなく、または、第二の偏光子３７によって吸収されることなく、透過領域３５を通過することができる。光源の一部分が、経路ｄで示されるように、反射領域３４の妨げによって消費されるのを防ぐことはできず、反射層３９を偏光子３７の下にさらに覆う必要があるので、生成プロセスで生じた調整不足などによって、製造プロセスはさらに制御不可能になる。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第６,１９５,１４０号明細書
【０００５】
【特許文献２】
米国特許出願公開第２００１／００１７６７９号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、透過率を増加させ、かつ、反射率を減少させない、より高い光効率を有するＬＣＤパネルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し、従来技術の欠点をなくすために、本発明は、第一の基板、第二の基板、第一の基板と第二の基板との間に設置された液晶層、複数の画素電極を含むＬＣＤパネルを提供する。複数の画素電極の各々は、複数の突起ブロックを含む。複数の突起ブロックの各々は、第二の基板の表面を覆って設置され、アークの中心に開口部を有する中空アーク形状の第一の反射層と、第二の基板の表面に埋め込まれ、第一の反射層の開口部の下に設置された第二の反射層とを含む。
【０００８】
このように、バックライト源からの入射光は、二重反射効果を利用することによって、第一の反射層の開口部を通過し、もとは反射層によって最初に遮断された入射光を再度透過光にして、光効率を増加させ得る。
【０００９】
本発明による液晶ディスプレイパネルは、第一の基板と、第二の基板と、該第一の基板と該第二の基板との間に設置された液晶層と、該第二の基板の表面の上に設置された複数の画素電極であって、該画素電極は、複数の突起ブロックを含み、該突起ブロックの各々は、（ａ）該第二の基板の表面を覆って設置された第一の反射層であって、該第一の反射層の中心位置に開口部を有する、第一の反射層と、（ｂ）該第二の基板の表面の上、および、該第一の反射層の該開口部の下に設置された第二の反射層とを含む、複数の画素電極とを含み、これにより上記目的を達成する。
【００１０】
前記第一の反射層の材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金から基本的に構成される群から選択されてもよい。
【００１１】
前記第二の反射層の材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金から基本的に構成される群から選択されてもよい。
【００１２】
前記第一の反射層はアーク形状であってもよい。
【００１３】
前記第二の反射層は、長方形、円または正方形の形状であってもよい。
【００１４】
前記第二の反射層は、平滑面または凹面であってもよい。
【００１５】
前記第一の反射層の前記開口部は、長方形、円または正方形の形状であってもよい。
【００１６】
前記第二の反射層は、前記第一の反射層の焦点距離の１／２の位置に定められてもよい。
【００１７】
前記第一の反射層の前記開口部の幅は、前記第二の反射層の幅にほぼ等しくてもよい。
【００１８】
前記第一の反射層の前記開口部の幅は、該第一の反射層の半径の１／３〜２／３の範囲であってもよい。
【００１９】
前記第一の反射層の前記開口部の幅は、該第一の反射層の半径の１／２にほぼ等しくてもよい。
【００２０】
前記第二の反射層の前記開口部の幅は、前記第一の反射層の１／３〜２／３の範囲であってもよい。
【００２１】
前記第二の反射層の前記開口部の幅は、前記第一の反射層の半径の１／２にほぼ等しくてもよい。
【００２２】
前記第二の反射層は、前記第二の基板の表面に埋め込まれていてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明を添付の図面を参照して説明する。
【００２４】
図４は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの断面図を示す。このＬＣＤパネルは、第一の基板４１、第二の基板４２、液晶層４３、および、複数の画素電極（図示せず）を含む。液晶層４３は、第一の基板４１と第二の基板４２との間に設置され、各画素電極は、複数の突起ブロック４４を含む。
【００２５】
各突起ブロック４４は、第一の反射層４５および第二の反射層４６を含む。第一の反射層４５は、第二の基板４２の表面を覆って設置され、アークの中心に開口部４５３を有する中空アーク形状である。第一の反射層４５は、第一の表面４５１および第二の表面４５２を提供する。第一の表面４５１は、周囲光源を反射するために用いられ、一方、第二の表面４５２は、入射光源を反射するために用いられる。第二の反射層４６は、第二の基板４２の表面に埋め込まれ、第一の反射層４５の開口部４５３の下に位置する。第一の反射層４５および第二の反射層４６は、導電性および高反射率を有する材料から作製される。これらの材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金からなる群から選択され得る。第一の反射層４５の開口部４５３、および、第二の反射層４６の形状は、どんな規則にも依存しない。より良い形状は、長方形、円または正方形である。さらに、第一の反射層４５および第二の反射層４６の表面は、反射または焦点調節を容易にするように、平滑面または凹面となっている。
【００２６】
図５は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの上面図を示す。この実施形態のＬＣＤパネルは、透過領域として各突起ブロック４４の開口部４５３を用いる。従って、バックライト源からの入射光は、開口部４５３を通って透過し得、反射層に妨げられた結果、光効率がより減少するといった従来技術の欠点を回避し得る。
【００２７】
図６は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの反射原理のヒントダイアグラムを示す。バックライト源からの入射光は、二重反射によって、第一の反射層４５の開口部４５３を透過する。経路ｆおよびｇに関する限りでは、バックライト源からの入射光は、第一の反射層４５の第二の表面４５２を通って、第二の反射層４６の表面へと第一の反射をし、第二の反射層４６を通って第二の反射をして、開口部４５３を透過する。従って、従来技術において、反射領域の妨げによって消費された入射光は、透過光を形成するようにさらに反射され得る。本発明の透過率は、従来技術の三倍の透過率を達成し得る。
【００２８】
本発明の透過率は、第一の反射層４５のアーク、第二の反射層４６と開口部４５３との間の距離、ならびに、第二の反射層４６および開口部４５３の大きさによって制御され得る。このことは、本発明を何ら制限するものではない。
【００２９】
本発明の一実施形態において、第一の反射層４５の開口部４５３と第二の反射層４６との間の距離は、第一の反射層４５の焦点距離の約１／３〜約２／３の位置に定められる。より好ましくは、焦点距離の１／２の位置に定められる。さらに、第一の反射層４５の開口部４５３の幅、および、第二の反射層４６の幅は、同様に概算で設定され得る。開口部４５３および第二の反射層４６の幅は、第一の反射層４５の半径の１／３〜２／３の範囲であり、より好ましくは、反射層４５の半径の１／２である。
【００３０】
本発明の上記の実施形態は、例示することのみを目的としているが、上掲の特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者であれば多くの別の実施形態を想起し得る。
【００３１】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明は、第一の基板、第二の基板、第一の基板と第二の基板との間に設置された液晶層、複数の画素電極を含むＬＣＤパネルを開示する。複数の画素電極の各々は、複数の突起ブロックを含む。複数の突起ブロックの各々は、第二の基板の表面を覆って設置され、アークの中心に開口部を有する中空アーク形状の第一の反射層、および、第二の基板の表面に埋め込まれ、第一の反射層の開口部の下に設置された第二の反射層を含む。上記構成によれば、開口部は、バックライト源からの入射光を透過させる。この結果、光効率が向上し得る。また、開口部の下に第二の反射層を設けることによって、バックライト源からの入射光を再度透過光となるように反射させる。この結果、透過率は向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のＬＣＤパネルの断面図を示す。
【図２】図２は、従来のＬＣＤパネルの別の断面図を示す。
【図３】図３は、従来のＬＣＤパネルの別の断面図を示す。
【図４】図４は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの断面図を示す。
【図５】図５は、本発明に従った一実施形態のＬＣＤパネルの上面図を示す。
【図６】図６は、本発明に従ったＬＣＤパネルの反射原理のヒントダイアグラムを示す。
【符号の説明】
４１ 第一の基板
４２ 第二の基板
４３ 液晶層
４４ 突起ブロック
４５ 第一の反射層
４６ 第二の反射層
４５１ 第一の表面
４５２ 第二の表面
４５３ 開口部
Claims (13)
- 第一の基板と、
第二の基板と、
該第一の基板と該第二の基板との間に設置された液晶層と、
該第二の基板の表面の上に設置された複数の画素電極であって、該画素電極は、複数の突起ブロックを含み、該突起ブロックの各々は、
（ａ）該第二の基板の表面を覆って設置された第一の反射層であって、該第一の反射層の中心位置に開口部を有する、第一の反射層と、
（ｂ）該第二の基板の表面の上、および、該第一の反射層の該開口部の下に設置された第二の反射層とを含む、複数の画素電極と
を含み、
該第一の反射層の該開口部の幅は、該第二の反射層の幅にほぼ等しい、液晶ディスプレイパネル。 - 前記第一の反射層の材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金から基本的に構成される群から選択される、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層の材料は、アルミニウム、銀、金、ネオジウム、および、これらの合金から基本的に構成される群から選択される、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第一の反射層はアーク形状である、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層は、長方形、円または正方形の形状である、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層は、平滑面または凹面である、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第一の反射層の前記開口部は、長方形、円または正方形の形状である、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層は、前記第一の反射層の焦点距離の１／２の位置に定められる、請求項４に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第一の反射層の前記開口部の幅は、該第一の反射層の半径の１／３〜２／３の範囲である、請求項４に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第一の反射層の前記開口部の幅は、該第一の反射層の半径の１／２にほぼ等しい、請求項４に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層の幅は、前記第一の反射層の半径の１／３〜２／３の範囲である、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層の幅は、前記第一の反射層の半径の１／２にほぼ等しい、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
- 前記第二の反射層は、前記第二の基板の表面に埋め込まれている、請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル。
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