(57)【要約】【課題】散乱の効果が発生して、目が眩まれることを回避する機能を有し、優れた明るさおよびコントラストを得ることができ、明るさを向上し、光線の干渉を回避することができるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーを提供する。【解決手段】液晶層３に隣接した上透明基板１の表面には上透明電極３１を有し、液晶層３に隣接した下透明基板２の表面には下透明電極３２を有し、且つ下透明基板２と下透明電極３２との間には、誘電層４と、樹脂層５と、反射層６と、絶縁層７と、が順に設けられ、樹脂層５は多数のユニット５１が排列して構成されたものであり、各ユニットは５１それぞれ液晶ディスプレーの各画素に対応し、且つ各ユニット５１は全部に多数の区間を有し、入射光Ｘを反射しまたは散乱させるために各区間は全部にフレネルレンズの同心リングの構造を有することを特徴とするフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上透明基板と、下透明基板と、前記上透明基板と前記下透明基板との間に挟まれた液晶層とを含むフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーにおいて、
前記液晶層に隣接した前記上透明基板の表面には上透明電極を有し、前記液晶層に隣接した前記下透明基板の表面には下透明電極を有し、且つ前記下透明基板と下透明電極との間には、誘電層と、樹脂層と、反射層と、絶縁層とが順に設けられ、前記樹脂層は多数のユニットが配列されて構成されたものであり、各ユニットは液晶ディスプレーの各画素に対応し、且つ各ユニットは多数の区間を有し、入射光を反射しまたは散乱させるために、各区間はフレネルレンズの同心リングの構造を有することを特徴とするフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレー。
【請求項２】
樹脂層の各区間がフレネルレンズ形態の複合構造を形成するように、各区間はフレネルレンズの同心リングの構造の任意の一部を採用することを特徴とする請求項１に記載のフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレー。
【請求項３】
前記反射層の材料は、銀とアルミとを主成分とする金属導電材料であることを特徴とする請求項１に記載のフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレー。
【請求項４】
前記誘電層は、珪素またはチタンを含む無機酸化物から形成された誘電膜であることを特徴とする請求項１に記載のフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレー。
【請求項５】
前記絶縁層の材料は、誘電膜または樹脂膜であることを特徴とする請求項１に記載のフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレー。
【請求項６】
前記樹脂層の各区間のフレネルレンズの同心リングの構造は、リング状図形の幅の５％〜１８％であることを特徴とする請求項１に記載のフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレネルレンズ形態の反射層を持つ液晶ディスプレーに係り、特に反射層がフレネルレンズ形態の樹脂層の表面に設けられ、反射と散乱とを同時に実施できる反射式液晶ディスプレーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の反射式液晶ディスプレーは、外部の光線が液晶ディスプレーの反射膜で反射することにより、ディスプレーの必要な光源を提供するため、反射式液晶ディスプレーはビルトイン光源が必要なく、全体の厚さを低減することができ、且つ省エネなどの効果を達成することもできる。しかしながら、このような反射式液晶ディスプレーの映像の品質は、外部光線を反射した分布状況により決まるため、反射原理（図８に示すように）によれば、入射光８１と垂直線８２との挟み角度ａは反射光８３と垂直線８２との挟み角度ｂと一致するので、入射光８１の角度が非常に大きい場合には反射光の角度も大きくになり、これにより、液晶ディスプレーの垂直方向に位置する使用者８４は、充分な光線を得られない。よって、このタイプの液晶ディスプレーの明るさおよびコントラストは良好ではない。
【０００３】
従来の反射式液晶ディスプレーの反射層は、対称性と周期性とを持つ反射ユニットを採用したものが多いが、対称性を持つ反射ユニットは反射光を所要の角度へ導くことができなく、周期性を持つ反射ユニットは、光線が干渉を起こすという問題があった。
図９に示すように、もしこのタイプの反射式液晶ディスプレーがより明るい処に移動されれば、このタイプのディスプレー表面８０で発生した表面反射光８５は反射層８６で反射された反射光８７と重なり合って、映像のコントラストが低減する。
【０００４】
上記問題を解決するために、図１０のような従来の反射式液晶ディスプレーが開発された。その上透明基板９１には散乱層９２が設けられており、前記散乱層９２には排列している多数の非対称性の凸ブロック９２１を有し、且つ各凸ブロック９２１は同心状のしま模様を有するが、このタイプの反射式液晶ディスプレーは、散乱層９２と反射層９４との間の間隔がより大きいため、色散乱の問題があった。
【０００５】
図１１に示すのは、もう一タイプの従来の反射式液晶ディスプレーであり、目が眩まれることを回避するようにその下透明基板９５には多数の斜面凸ブロック９６を有し、散乱機能を有するように各斜面凸ブロック９６には多数の散乱凸ブロック９６を有するが、このタイプの斜面凸ブロック９６の表面に多数の散乱凸ブロック９６１を有する設計は多数の作製工程が必要なので、コストがより高くなり不良品の生産率も高くなった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、樹脂層は別々に液晶ディスプレーの各画素に対応する多数のユニットで排列して構成され、且つ各ユニットには全部に多数の区間を有し、前記各区間には全部にフレネルレンズ形態の同心リング構造の一部を有し、各ユニットが非対称性と非周期性との構成に形成され、前記樹脂層をメッキして形成された反射層も同様な形態の構成を有し、光線はこのような構成の反射層の表面で反射された後、散乱の効果が発生し、光線の経路を変更することができ、目が眩まれることを回避する機能を有し、且つ入射光の角度がより大きい場合には光線の散乱効果により従来のものより優れた明るさおよびコントラストを得ることができ、非対称性と非周期性との形態の構成は明るさを向上し、光線の干渉を回避することができるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１は、上透明基板と、下透明基板と、前記上透明基板と前記下透明基板の間に挟まれた液晶層と、を含むフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーにおいて、前記液晶層に隣接した前記上透明基板の表面には上透明電極を有し、前記液晶層に隣接した前記下透明基板の表面には下透明電極を有し、且つ前記下透明基板と下透明電極との間には、誘電層と、樹脂層と、反射層と、絶縁層と、が順に設けられ、前記樹脂層は多数のユニットが配列されて構成されたものであり、各ユニットはそれぞれ液晶ディスプレーの各画素に対応し、且つ各ユニットは全部に多数の区間を有し、入射光を反射しまたは散乱させるために、各区間は全部にフレネルレンズの同心リングの構造を有することを特徴とするフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーであることを要旨としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１から図７に示すのは、本発明を説明するために選んだ実施例のみであり、本発明はこれらの実施例に限定されない。
図１を参照する。本発明の第一実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーは、上透明基板１と、下透明基板２と、前記上下透明基板の間に挟まれた液晶層３と、を含み、前記液晶層３に隣接した前記上透明基板１の表面には上透明電極３１を有し、前記液晶層３に隣接した前記下透明基板２の表面には下透明電極３２を有する。
【０００９】
且つ前記下透明基板２と下透明電極３２の間には、誘電層４と、樹脂層５と、反射層６と、絶縁層７と、が順に設けられている。
前記樹脂層５は多数のユニット５１が排列して構成されたものであり、各ユニット５１はそれぞれ液晶ディスプレーの各画素（図示せず）に対応して設けられ、本実施例では、前記樹脂層５は樹脂材料により一回の写真平版工程で多数の排列しているユニット５１を作製し、且つ各ユニット５１は全部に多数の区間５２を有し、図５に示すように、本実施例では前記ユニット５１は三つの区間５２を有し、各区間５２はそれぞれフレネルレンズ同心リング構造（図３に示すように）の中段の部分を有し、且つ各区間５２のフレネルレンズ同心リング構造の厚さはリング状模様の幅の５％〜１８％であり、それにより、前記樹脂層５の各ユニット５１がフレネルレンズ形態の複合構成が形成される。
【００１０】
本実施例では、誘電効果を有するように、前記誘電層４は、珪素またはチタンなどの無機酸化物から形成された誘電膜である。光線の反射効果を有するように、前記反射層６の材料は、銀とアルミとを主成分とする金属導電材料である。絶縁効果を有するように、前記絶縁層の材料は、誘電膜または樹脂膜でもよい。
図３に示すフレネルレンズ形態の構成は、本来、光学レンズに運用されて平面拡大鏡として使用され、一般にはフレネルレンズと呼ばれ、本発明者は研究を重ねて、フレネルレンズ形態の構成により光線を反射させると、散乱効果を有することを発見した。図４は本実施例のフレネルレンズ反射層の光学経路を示す概略図であり、表示をはっきりさせるためにこの図面はフレネルレンズ形態の構成のうちの一部を表示するだけであり、反射原理によれば、入射光Ｘをリング状構成の表面位置Ｚ１に入射するときに反射光Ｙが発生され、同様な角度の入射光Ｘ’をリング状構成の表面位置Ｚ２に入射するときに、反射光Ｙ’が発生されるため、同様な角度の入射光ＸおよびＸ’をリング状構成の異なった表面位置Ｚ１およびＺ２に入射すると、異なった角度の反射光ＹおよびＹ’が発生され、すなわち、フレネルレンズ形態の構成の表面は散乱機能を有する。
【００１１】
本発明者は研究を重ねて、上記フレネルレンズ形態の同心リング構成の表面には光線を散乱させる光学特性を運用し、樹脂層をフレネルレンズ形態の構成に設計し、且つ前記樹脂層をメッキしてフレネルレンズ形態の構成を有する反射層にして、液晶ディスプレーに応用する。前記反射層は金属材料であるため、表面は反射性を有し、そして、フレネルレンズ形態の同心リング構成は散乱機能を有するので、単一の反射層で反射と散乱との機能を同時に有することが可能で、目が眩まれることを回避し、且つ別々に散乱層と反射層とを設けることも必要なく、コストを低減することができる。
【００１２】
本発明の実施例を使用する際には、図２に示すように、入射光Ｌ１を上透明基板１の表面に入射すると反射光Ｌ２が発生し、前記入射光Ｌ１の一部は屈折光Ｌ３になって上透明基板１と上透明電極３１と液晶層３とを通過した後、フレネルレンズ形態の表面を有する反射層６により反射し、反射光Ｌ４が発生され、且つ前記反射層６は散乱効果を有するため、第一反射光Ｌ２と第二反射光Ｌ４とが異なった方向を持つので、目が眩まれることを回避することができる。そして、入射光の角度がより大きい場合には、反射層６が散乱効果を有し、光線を平均に散乱することができるため、従来の装置より優れた明るさおよびコントラストを得ることができる。
【００１３】
また、液晶ディスプレーの各画素に対応する本実施例の各ユニット５１は全てフレネルレンズ形態の複合構成であり、非対称性と非周期性との構成を有するため、明るさを向上し、干渉を回避することができる。
樹脂層５は多数のユニット５１を排列して構成され、且つ各ユニットが全部に多数の区間５２を有し、各区間５２が全部フレネルレンズ形態の同心リング構成の一部を有するため、各ユニット５１は非対称性と非周期性との構成を形成し、前記樹脂層５をメッキして構成された反射層６も同様なフレネルレンズ形態を有するので、光線が前記反射層６で反射されると散乱効果が発生し、光線経路を変更して目が眩まれることを回避することができる。そして、入射光の角度がより大きい場合には、光線の散乱効果により従来の装置より優れた明るさとコントラストとを得ることができる。また、非対称性と非周期性との構成を有するため、明るさを向上し、干渉を回避することができる。また、本実施例の樹脂層５は一回の写真平版工程で完成できるので、コストを低減することができる。
【００１４】
勿論、本発明は他にまた種々の変化した形態が存在している。図６に示すのは、別の実施例のユニットの構成であって、前記ユニット５１Ａには、三つの区間５２Ａを有し、前記各区間５２Ａがそれぞれフレネルレンズ構成の中段を有し、且つフレネルレンズ形態の同心リング構成の円心がズレて（図６に示すように）、ユニット５１Ａに構成し、それにより本実施例は上記第一実施例と同様な効果が得られる。
【００１５】
また、図７を参照する。該当ユニット５１Ｂの中には９個の区間５２Ｂを有し、各区間５２Ｂには、フレネルレンズ構成のうちの任意の一部を有し、それにより本実施例は上記第一実施例と同様な効果が得られるとともに、より優れた非対称性と非周期性とを有するため、光線の干渉現象を大幅に低減することもできる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーは、反射層が散乱と反射との機能を同時に有するので、色散乱の問題を解決することができ、且つより少ない作製工程で本発明を完成することができるため、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーを示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーの光学経路を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーのフレネルレンズ反射層の構成を示す外観斜視図である。
【図４】本発明の第一実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーのフレネルレンズ反射層の光学経路を示す概略図である。
【図５】本発明の第一実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーを示す拡大図である。
【図６】本発明の第二実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーを示す拡大図である。
【図７】
本発明の第三実施例によるフレネルレンズ反射層を持つ液晶ディスプレーを示
す拡大図である。
【図８】
従来の反射原理を示す概略図である。
【図９】
従来の反射式液晶ディスプレーが外部の光源を反射することを示す側面図であ
る。
【図１０】
従来の反射式液晶ディスプレーを示す断面図である。
【図１１】
従来の反射式液晶ディスプレーを示す断面図である。
【符号の説明】
ａ    挟み角度
ｂ    挟み角度
１    上透明基板
２    下透明基板
３    液晶層
４    誘電層
５    樹脂層
６    反射層
７    絶縁層
３１    上透明電極
３２    下透明電極
５１    ユニット
５１Ａ    ユニット
５１Ｂ    ユニット
５２    区間
５２Ａ    区間
５２Ｂ    区間
Ｚ１    表面位置
Ｘ，Ｘ’    入射光
Ｙ，Ｙ’    反射光
Ｌ１    入射光
Ｌ２    反射光
Ｌ３    屈折光
Ｌ４    反射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004294506.tif 000010
【図９】
2004294506.tif 000011
【図１０】
2004294506.tif 000012
【図１１】
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