專利名稱：反射部件及其光反射方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種反射部件和一種光反射方法。特別地，本發(fā)明涉及用來做反射型或半透型顯示設備的反射部件。同時，它涉及一種光反射方法，通過光反射部件把光反射到不同于規(guī)則反射光的區(qū)域。另外，本發(fā)明還涉及使用到反射部件的器件，例如液晶顯示設備、無線信息傳輸器件、移動信息終端、圖像顯示設備，等等。此外，本發(fā)明涉及制造此反射部件的方法，為此的模具，和制造上述模具的方法。
背景技術：
最近，液晶顯示設備已經(jīng)作為個人電腦、電視機、文字處理器、攝像機等的顯示設備廣泛使用。另一方面，這樣的裝置已經(jīng)要求更高的性能如縮小化、節(jié)能、降低成本等等。為了適應這樣的要求，已經(jīng)日益增多地發(fā)展了這樣的反射型液晶顯示設備，它能夠通過反射從周圍入射的環(huán)境光而不使用任何后背光(有一種類型在暗處使用后背光)來顯示。
在這樣一種反射型液晶顯示設備中，因為沒有使用任何后背光，重要的是通過更有效地利用環(huán)境光，顯示設備表面的多大部分能夠變亮。因此，合并在反射型液晶顯示設備中的反射板完成的一個任務是相當重要的，其中需要開發(fā)一種反射板，它具有有效利用來自任何角度的環(huán)境光的光反射特性。
基本上，使用在反射型液晶顯示設備上的反射板1，如

圖1所示，分布在液晶面板2的后面，并規(guī)則地反射入射的環(huán)境光。然而，在這樣簡單的反射板1中，出現(xiàn)了一個問題，就是它引進了來自液晶面板2的表面的反射光。也就是，當環(huán)境光如日光、室內(nèi)照明光等入射進液晶器件時，一部分環(huán)境光被從液晶面板2的表面反射，如圖1所示，而剩余的環(huán)境光穿過液晶面板2并被反射板1反射，其中如果液晶面板2的表面上反射光的反射方向與被反射板1反射的光線的反射方向相同，在液晶器件顯示的圖像上引入了光源，使得辨認圖像變得很困難。也就是說，可視識別被惡化了。
為了解決這些和其它問題，提出了這樣的類型，其中由許多凹陷或突起3組成的圖案排列在如圖2(a)所示的反射板1的表面，而入射光被如圖2(b)所示各自的凹槽(凹陷)和突起3散射和反射。如果設計的是入射進反射板1的光被凹陷或突起3散射，則從某個方向上觀看屏幕是可能的，在這個方向上觀眾不被液晶面板2規(guī)則反射的任何光線打擾，其中液晶顯示設備的可見識別性能能夠得到提高。此外，設計凹陷或突起3以便具有凹陷或突起側(cè)面，由此凹陷或突起3的傾斜角(凹陷或突起的切面的傾斜角)不超過如圖3所示的α，有可能控制反射光線的發(fā)射方向以便于發(fā)射方向不寬于2α，其中，通過調(diào)整角度α，有可能通過使視場角變窄而使屏幕明亮或者通過犧牲它的光亮度而使視場角變寬。
然而，既然凹陷或突起側(cè)面在圖2所示的反射板1的任何位置都是一樣的，那么光線在無用的方向反射，損害了光線的利用率。圖4是描述了上述缺點的視圖。在此圖中，假設凹陷或突起3形成在反射板1中以便于在發(fā)射方向上的覆蓋變成2α。圖4顯示了在反射板1的左右兩端都反射的光，其中入射光線垂直入射進反射板1。區(qū)域I是反射板1反射的光線沒有到達的區(qū)域(也就是說，觀察不到屏幕的區(qū)域)。區(qū)域II是僅由反射板1的一部分所反射的光線到達的區(qū)域(也就是說，僅能觀察到部分屏幕的區(qū)域)。區(qū)域IV是這樣的一個區(qū)域雖然整個反射板反射的光線都能夠到達，但是因為光線被液晶面板2的全部反射光線所掩蓋，也觀察不到屏幕。區(qū)域III是液晶面板2的整個屏幕都能夠被觀察到的區(qū)域(也就是，有效視場區(qū)域)。
雖然，在圖4中，能夠觀察到屏幕的區(qū)域是從垂直于反射板1的方向表示的，圖5顯示了一個區(qū)域，其中觀察到了從反射板1的前面觀察的屏幕。在這里，考慮到了光線被入射進反射板1的一角的情況。如圖6所示，既然被反射板1反射的光線散開了角度α的范圍，反射光線到達的區(qū)域進入到一個環(huán)的內(nèi)部，環(huán)以豎立在反射板1的角落的垂線為圓心，半徑是h tanα，其中假設到觀察位置的距離是h(也就是說，到觀察屏幕的眼睛位置的距離，例如明晰視距)。因此，在平行于反射板1的包含觀察位置的平面上觀察，只有整個反射板所反射的光線的一部分到達圖5中的區(qū)域II，由此只有屏幕的一部分可觀察到，而在區(qū)域II之外的區(qū)域I，反射板1所反射的光線不能到達，由此觀察不到屏幕。在區(qū)域IV中，盡管來自整個反射板所反射的光線都能到達，但它被淹沒在液晶面板2所引起的規(guī)則反射光中，由此觀察不到屏幕。所以，整個反射板反射的光線所能到達以使整個屏幕能被觀察到的只有圖5中斜線所表示的區(qū)域(區(qū)域III)。
這樣，液晶面板的整個屏幕能被觀察到的區(qū)域只有圖4或圖5中的區(qū)域III。在區(qū)域II和IV中，即使來自反射板所反射的光線能夠到達，也不可能觀察到整個屏幕，或者說由于反射光線被來自一個光源的規(guī)則反射光線所阻礙，不可能觀察到圖像，從區(qū)域III的方向觀察屏幕結(jié)果變黑。
同樣，如圖4或圖5所示，相當于反射板1向無用方向反射的無用部分的光線總量當然是顯著的。
發(fā)明簡述所以本發(fā)明的一個目的就是提供一種用來做反射型或半透型顯示設備的反射部件，它能夠減少向無用方向反射的光線并提高入射光線的利用率。
根據(jù)本發(fā)明的反射部件裝備有大量單元反射區(qū)域，它們被排列以將入射光線反射到幾乎是某一指定平面區(qū)域的所有地方，該平面區(qū)域被建立以使幾乎沒有規(guī)則反射光線可以從中穿過。
這里提到的規(guī)則反射是指不形成任何圖像，而且會在它所用于的顯示設備上淹沒圖像的觀察。規(guī)則反射包括這樣一個類型從除了反射部件的單元反射區(qū)域之外的地方規(guī)則地反射，以及這樣一個類型從除了反射部件之外的物體上規(guī)則地反射。另外，盡管規(guī)則反射的方向由入射光線的方向所決定，入射光線的方向也會根據(jù)使用環(huán)境而不同。所以，入射光線的方向并不是固定的，但是可以有一個設定的方向，期望光線沿著這個方向入射，使使用環(huán)境可觀察。而且，指定平面區(qū)域是指應該處于反射部件正向空間中的平面或曲面，指定平面區(qū)域并不一定要平行于反射部件。
單元反射區(qū)域?qū)⒐饩€發(fā)射到幾乎整個指定平面區(qū)域，在其中，從單元反射區(qū)域反射來的光線或圖像可以在指定平面區(qū)域的任何地方觀察到。此外，由于規(guī)則反射光線幾乎不穿過指定平面區(qū)域，指定平面區(qū)域上的光線或圖像不會被規(guī)則反射光線淹沒，在那里可以清楚地辨認光線或圖像。另外，由于單元反射區(qū)域所反射的光線幾乎不會射出指定平面區(qū)域，有可能在指定平面區(qū)域上獲得大量的光線或明亮的圖像，在此可獲得高的光線利用率。特別地，若反射部件與顯示設備結(jié)合使用，有可能在指定平面區(qū)域上辨認出全都明亮的清晰圖像。
并不要求單元反射區(qū)域遍布整個反射部件。然而，更優(yōu)選地是，若單元反射區(qū)域被用來做顯示設備，單元反射區(qū)域要差不多布滿相當于至少一幅圖像的地方的全部。
這樣的反射部件可以以具有凹陷或突起的反射板的形式使用。在這里，凹陷或突起可以安裝在反射板的表面。凹陷或突起可以安裝在一塊半反板的背面。而且，優(yōu)選地將上述單元反射區(qū)域依照它的排列位置而定形。盡管可以通過精密制造單元反射區(qū)域而減輕光線的不均衡，將單元反射區(qū)域做得與像素點一樣小是有利的，對顯示設備來說尤其是這樣。同樣，為了使互相遠離的單元反射區(qū)域能將光線發(fā)射到同一平面區(qū)域，必須使各自單元反射區(qū)域的凹陷或突起的形狀不相同。
同樣，盡管并不要求所有的光通量被收集在一個指定平面區(qū)域，通常也要70％或更多的入射光線被發(fā)射到上述的指定平面區(qū)域中。另外，若它被用來做顯示設備，圖像可以變得明亮。
另一方面，若要指定平面區(qū)域被設置為包圍規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)，除了讓大量單元反射區(qū)域所反射的30％或更少的光線從規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域發(fā)射，沒有其它方法。
優(yōu)選地，上述單元反射區(qū)域至少由一個不包含垂直于入射光線的平面的突起或凹陷所形成。若單元反射區(qū)域沒有任何垂直于入射光線的平面，反射部件所反射的光線要發(fā)射到規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域就會變得困難，這樣可以減少光線損失。
對于根據(jù)本發(fā)明的反射部件，為了形成單元反射區(qū)域以將入射光線反射到幾乎是某一特定平面區(qū)域的所有地方，該平面區(qū)域被建立以使幾乎沒有規(guī)則反射光線可以從中穿過，例如，單元反射區(qū)域由至少一個單一的突起組成，突起的頂點位于從單元反射區(qū)域中心到上述指定平面區(qū)域中心的線段上，同時，它又偏向上述指定平面區(qū)域的中心一側(cè)。結(jié)果，單元反射區(qū)域中不同突起之間頂點的位置根據(jù)單元反射區(qū)域到上述指定平面區(qū)域中心之間的距離而逐漸不同。
類似地，若單元反射區(qū)域由至少一個單一凹陷組成，凹陷的最低點位于指定平面區(qū)域中心到單元反射區(qū)域中心連線的延長線上，同時，它又偏向遠離指定平面區(qū)域中心的一側(cè)。這樣，上述單元反射區(qū)域中不同凹陷之間最低點的位置根據(jù)單元反射區(qū)域到上述指定平面區(qū)域中心之間的距離而逐漸不同。
同樣，單元反射區(qū)域可以由以下幾部分組成用來反射光線的反射層和將反射層所反射的光線引導到上述指定平面區(qū)域上的光路轉(zhuǎn)換層，由此形成本發(fā)明的反射部件。這樣，如果以反射層和光路轉(zhuǎn)換層為基礎的反射部件所反射的光線很難發(fā)射到規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域，則設計上的自由度將增加，而且反射部件的設計也可變得便利。
根據(jù)本發(fā)明的一種反射光線的方法特點在于從外部入射的光線被具有大量單元反射區(qū)域的反射部件所反射，反射部件所反射的光線被發(fā)射到幾乎是某一特定平面區(qū)域的所有地方，該平面區(qū)域被建立以使幾乎沒有規(guī)則反射光線可以從中穿過。
由于使用在反射部件上的單元反射區(qū)域?qū)⒐饩€發(fā)射到幾乎整個指定平面區(qū)域，被單元反射區(qū)域反射的光線或圖像可以從指定平面區(qū)域的任何位置觀察到。另外，由于規(guī)則反射光線幾乎不穿過指定平面區(qū)域，指定平面區(qū)域上的光線和圖像不會被規(guī)則反射光線所淹沒，所以可以清晰地辨認光線和圖像。更進一步地，由于單元反射區(qū)域所反射的光線幾乎都不發(fā)射到指定平面區(qū)域之外，有可能在指定平面區(qū)域上獲得大量光線或明亮的圖像，在此可獲得高的光線利用率。特別地，如果單元反射區(qū)域部件和一個顯示設備組合使用，則有可能在指定平面區(qū)域上辨認出整體都很明亮的清晰圖像。
在反射光線的方法中，通常70％或更多的入射光通量被發(fā)射到上述指定平面區(qū)域上。另外，若它被用來做顯示設備，可使圖像明亮。類似地，事實上，除了讓反射光線的30％或更少發(fā)射到被上述指定平面區(qū)域包圍的上述規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域中之外，沒有其它方法。
如果根據(jù)本發(fā)明，一個裝備有反射部件所具有的凹陷或突起的倒轉(zhuǎn)側(cè)面的模具被用來制造反射部件，有可能有效地大量制造反射部件。就是說，為了用該模具來制造反射部件，在其中當模具填滿樹脂并且樹脂變硬之后，一個模型制品被取出模具。從而，可以有效地制造反射部件。或者，有可能通過利用模具借助于壓制工序制造模型制品來制造反射部件。這樣，如果制造反射部件之后在模型制品的表面形成一層金屬薄膜形的反射膜，可以產(chǎn)生具有高反射率的反射部件。
另外，模具可以通過如下方法來制造將一塊原始板的形狀轉(zhuǎn)印到像金屬、樹脂等這樣的壓模材料上，當上面這樣的壓模材料沉積到和反射部件所具有的大量單元反射區(qū)域形狀相同的原始板上之后，將其從原始板上剝下。
根據(jù)本發(fā)明的反射部件典型地用作液晶顯示設備的反射部件。特別地，如果大量夾有液晶層的襯底中至少一層由根據(jù)本發(fā)明底反射部件組成，部件數(shù)可以減少，并可得到薄的液晶顯示設備。
另外，通過將液晶顯示設備用作顯示設備，本發(fā)明可以適用于裝備有發(fā)射和接收部件的無線信息傳輸裝置上，例如移動電話、小功率無線電、裝備有信息處理部件的移動信息終端上，以及電視、電腦等的圖像顯示設備上用來顯示圖像。
同樣，本發(fā)明的上述組成可以盡可能隨意地進行組合。
附圖詳述圖1為描述現(xiàn)有技術的反射型液晶顯示設備中所存在問題的視圖。
圖2(a)為一幅透視圖，示出了可以解決上述現(xiàn)有技術液晶顯示設備的問題的一種反射板的結(jié)構；圖2(b)描述它的作用。
圖3為示出裝備在圖2中所示反射板中的凹陷或突起的放大圖，并示出了光線被凹陷或突起反射的一種狀態(tài)。
圖4為示出圖2(a)中所示反射板所反射光線行為的視圖。
圖5為示出從與反射板相對的平面上觀察時，被圖2(a)中所示反射板反射光線行為的視圖。
圖6為描述圖5的輔助視圖。
圖7為一幅大致的透視圖，示出使用了根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的反射板的反射型液晶顯示設備，并示出了反射板的一個部分放大部分。
圖8為一幅透視圖，示出了圖7中所示反射板中的單元反射區(qū)域陣列。
圖9(a)為一個位于反射板中間的突起的前視圖，圖9(b)為其俯視圖。
圖10(a)為一個遠離反射板中心的突起的前視圖，圖10(b)為其俯視圖。
圖11為示出光線被遠離反射板中心的突起發(fā)射到發(fā)射區(qū)域的狀態(tài)的視圖。
圖12為示出圖11中所示突起所反射光線行為的視圖。
圖13為一幅俯視圖，示出了反射板中由突起組成的單元反射區(qū)域陣列。
圖14(a)示出由一個凹陷組成的單元反射區(qū)域的剖面形狀，圖14(b)為其投影，14(c)為一幅剖面圖，示出了在其上排列了由一個凹陷組成的單元反射區(qū)域的反射板。
圖15為示出發(fā)射區(qū)域和光亮區(qū)域之間關系的視圖。
圖16(a)、(b)和(c)分別為俯視圖、側(cè)視圖和前視圖，示出了為獲得與圖15中一樣光線分布的突起的形狀。
圖17為示出發(fā)射區(qū)域和光亮區(qū)域之間另一種關系的視圖。
圖18(a)、(b)和(c)分別為俯視圖、側(cè)視圖和前視圖，示出了為獲得與圖17中一樣光線分布的突起的形狀。
圖19為示出發(fā)射區(qū)域和光亮區(qū)域之間又一種關系的視圖。
圖20(a)、(b)和(c)分別為俯視圖、側(cè)視圖和前視圖，示出了為獲得與圖19中一樣光線分布的突起的形狀。
圖21為描述確定發(fā)射區(qū)域大小的線索的視圖。
圖22(a)為描述確定發(fā)射區(qū)域大小的另一線索的視圖，圖22(b)為示出一個反射板尺寸的視圖。
圖23(a)、(b)和(c)為分別示出不同結(jié)構發(fā)射區(qū)域的全視圖。
圖24為描述一個使用實例的視圖，其中發(fā)射區(qū)域沒有覆蓋整個周邊。
圖25為示出位于反射板左側(cè)和右側(cè)以及其下半部的發(fā)射區(qū)域視圖。
圖26(a)、(b)為俯視圖，分別示出了為獲得圖23中所示發(fā)射區(qū)域的單元反射區(qū)域的突起的形狀。
圖27為示出位于反射板上半部和下半部的發(fā)射區(qū)域的視圖。
圖28為俯視圖，示出了為獲得圖27中所示發(fā)射區(qū)域的單元反射區(qū)域的突起的形狀。
圖29為位于反射板下半部的發(fā)射區(qū)域的視圖。
圖30為俯視圖，示出了為獲得圖29中所示發(fā)射區(qū)域的單元反射區(qū)域的突起的形狀。
圖31為示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的反射板及其作用的全視圖。
圖32(a)為描述設計同一反射板上凹陷的方法的視圖，圖32(b)為圖32(a)中某一部分的放大圖。
圖33為描述設計圖31中所示反射板的另一種方法的視圖。
圖34為示出確定以圖33為基礎的凹陷傾斜角分布的方法的視圖。
圖35為示出設計圖31中所示反射板的一種不同方法的視圖。
圖36為示出確定遠離圖33中所示設計方法中心的凹陷傾斜角的方法的視圖。
圖37為描述圖36的詳細視圖。
圖38為示出凹陷一個詳細設計實例的視圖，其示出了處于中間的凹陷。
圖39為透視圖，通過以其高度為基礎以等級區(qū)別示出了圖38中所示的凹陷。
圖40為側(cè)視圖，通過以其高度為基礎以等級區(qū)別示出了圖38中所示的凹陷。
圖41為示出一個凹陷的一個詳細設計實例的視圖，其中示出了一個遠離中央的凹陷。
圖42為側(cè)視圖，通過以其高度為基礎以等級區(qū)別示出了圖41中所示的凹陷。
圖43為透視圖，通過以其高度為基礎以等級區(qū)別示出了圖41中所示的凹陷。
圖44為透視圖，通過以其高度為基礎以等級區(qū)別示出了反射板中心附近的凹陷陣列。
圖45為透視圖，通過以其高度為基礎以等級區(qū)別示出了反射板中心附近一排凹陷的一個陣列。
圖46(a)和(b)分別為前視圖和俯視圖，分別示出根據(jù)本發(fā)明又一實施方案的反射板。
圖47(a)和(b)分別為前視圖和俯視圖，分別示出根據(jù)本發(fā)明又一實施方案的反射板。
圖48為透視圖，示出了一個反射板，其中單元反射區(qū)域是任意排列的。
圖49(a)、(b)、(c)和(d)為描述模具制造過程的視圖。
圖50(a)、(b)、(c)和(d)為全剖面圖，示出了使用同一模具制造反射板的一種方法。
圖51(a)、(b)、(c)和(d)為全剖面圖，示出了使用圖49中所制造的模具制造反射板的另一種方法。
圖52為根據(jù)本發(fā)明的又一實施方案的反射板的剖面圖。
圖53為全剖面圖，示出一個用到光路轉(zhuǎn)換層的反射板。
圖54為全剖面圖，示出另一個用到光路轉(zhuǎn)換層的反射板。
圖55為全剖面圖，示出又一個用到光路轉(zhuǎn)換層的反射板。
圖56為全剖面圖，示出一個反射型液晶顯示設備。
圖57為透視圖，示出一個無線信息傳輸裝置。
圖58為透視圖，示出一個移動信息終端。
圖59為透視圖，示出一臺電視機；并且圖60為透視圖，示出一臺個人電腦。
發(fā)明詳述根據(jù)這些附圖，在下文中給出本發(fā)明具體實施方案的描述。
圖7(a)是一幅大致的透視圖，描述了根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的反射板11的基本結(jié)構和作用，圖7(b)放大顯示了反射板11的一部分。反射板11通過將許多單元反射區(qū)域13(在圖7中僅有一個單元反射區(qū)域13畫成網(wǎng)格狀)排列在襯底12上而構成?？紤]到各自反射區(qū)域13而從指定方向入射的光線被發(fā)射以使它們幾乎重合在一指定平面(假定存在觀察點的平面或曲面)的指定平面區(qū)域14(以下稱作“發(fā)射區(qū)域”)上。也就是說，被各自的單元反射區(qū)域反射的光線在指定平面上的發(fā)射區(qū)域14上互相交疊，整個反射板的反射光線被聚集以致在發(fā)射區(qū)域14上交疊。因此，若單元反射區(qū)域13形成到相當于整個屏幕，則有可能在發(fā)射平面14上觀察到整個屏幕。
另外，盡管優(yōu)選地來說，從反射板11反射的光線在液晶面板18表面所反射的規(guī)則反射光線包圍下反射，并發(fā)射到不與指定平面上規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域15(以下稱作“光亮區(qū)域”)相交疊，此反射光線可能與光亮區(qū)域15部分交疊，如圖7所示。所以，若發(fā)射區(qū)域14與光亮區(qū)域15在指定平面上交疊，發(fā)射區(qū)域14上除了與光亮區(qū)域15交疊的區(qū)域之外的區(qū)域成為有效視場區(qū)域16；而若發(fā)射區(qū)域14不與光亮區(qū)域15交疊，發(fā)射區(qū)域14與有效視場區(qū)域16一致。同樣，即使發(fā)射區(qū)域14與光亮區(qū)域15交疊而且交疊區(qū)域很小，發(fā)射區(qū)域14也幾乎與有效視場區(qū)域16一致。
整個屏幕可以在上述形成寬環(huán)狀的發(fā)射區(qū)域14中觀察到。然而，由于從反射板11的各自的單元反射區(qū)域13反射的光線不會發(fā)射出公共的發(fā)射區(qū)域14，有可能減少向僅有部分屏幕能被觀察到的無用方向上反射的光線，由此可以提高光線利用率，并使液晶面板18的屏幕變得明亮。特別地，即使通過加寬有效視場區(qū)域16而加寬整個屏幕能被觀察到的范圍，屏幕也幾乎不會變暗，由此可以提高分辨性能。如果反射部件用來做液晶顯示設備，則能提高液晶顯示設備的質(zhì)量。
更進一步，由于反射板11所反射光線的發(fā)射區(qū)域14與液晶面板18的表面上規(guī)則反射的規(guī)則反射光線所導致的光亮區(qū)域15不重合，或者其重合部分很小，有可能減少向由于被規(guī)則反射光線淹沒而無法觀察到屏幕的無用方向上反射的光線，由此可以進一步提高其光線利用率，由此液晶面板18的屏幕變得明亮，其分辨性能得以提高。
各自的單元反射區(qū)域13由單個凹陷或突起17或大量凹陷或突起17組成，單元反射區(qū)域13基本上周期地或規(guī)則地排列，如圖8所示。然而，這些單元反射區(qū)域13也可以像下面要提到的一樣任意地排列。同樣，組成單元反射區(qū)域13的凹陷或突起17也可以周期地或規(guī)則地排列。這些凹陷或突起也可以任意安排。
另外，給出一個表面反射型反射板的描述，該反射板表面上形成了一個凹陷或突起的結(jié)構，用以通過各自的凹陷或突起的表面反射入射光線。然而，側(cè)面反射型反射板也是可以接受的，入射光線被形成于襯底側(cè)面的凹陷或突起結(jié)構所反射。
其次，給出單元反射區(qū)域13的詳細結(jié)構。圖8中所示的反射板11是這么一種類型其中的單元反射區(qū)域周期排列形成一個矩陣(形成網(wǎng)紋狀)。圖9(a)為位于反射板11中心P的一個單元反射區(qū)域13的前視圖，圖9(b)為其俯視圖(等高線圖)。圖10(a)為位于遠離反射板11中心P位置上的一個單元反射區(qū)域13的前視圖，圖10(b)為其俯視圖(等高線圖)。另外，單元反射區(qū)域13可以以反射板11的中心P為圓心同心排列。
在反射板11中，各自的單元反射區(qū)域13由單個突起17a組成，而各自的突起17a具有一個近四邊金字塔形或近錐形的彎曲表面。突起17a的頂點19a與單元反射區(qū)域13四邊之間的傾斜或彎曲平面的形狀(或者說傾斜角的分布)依據(jù)目標發(fā)射區(qū)域而設計。由于突起17a不具有任何垂直于入射光線的平面(切面)但具有陡峭的頂點，突起17a所導致的反射光線幾乎都不會反射到反射板11的前表面(按規(guī)則反射方向)。
由于必須使位于不同位置的突起17a所反射的光線反射至公共的發(fā)射區(qū)域14，突起17a的形狀互相之間隨單元反射區(qū)域13所處的位置而有很細微的不同。例如，如圖9(a)和9(b)所示，在位于反射板11中心P處的單元反射區(qū)域13中，突起17a的頂點19a位于上方在該單元反射區(qū)域13中心的垂直方向上，由此突起17a可以以幾乎相同的數(shù)量向各個方向反射光線。相反的，如圖11所示，在遠離反射板11中心P的單元反射區(qū)域13中，突起17a的頂點19a位于上方從單元反射區(qū)域13中心到發(fā)射區(qū)域14中心O的線段上，突起17a的頂點19a偏向反射板11中心一側(cè)，如圖10(a)和(b)所示；如圖12所示，光線非對稱地向各個方向反射。同樣，這樣一個突起17a的精確形狀依靠計算機等由光學設計來進行確定，以便光線反射到指定發(fā)射區(qū)域14上。
結(jié)果，從整個反射板來判斷，在各自單元反射區(qū)域13中突起17a的頂點19a的位置依照單元反射區(qū)域13與發(fā)射區(qū)域14中心或反射板11中心P的距離而稍有不同，如圖13所示。詳細地說，依照離開反射板11中心P距離的變大，突起17a頂點19a的位置逐漸從單元反射區(qū)域13的中心偏向靠近發(fā)射區(qū)域14中心或反射板11中心P地一側(cè)。
進一步，單元反射區(qū)域13可以由大量凹陷或突起組成。例如，突起17a可以分為許多個，如圖9(a)和(b)以及圖10(a)和(b)所示。
另外，單元反射區(qū)域13可以由凹陷組成。作為凹陷17b的一個例子，通過將凹陷17b的最低點19b定位在從單元反射區(qū)域13中心到發(fā)射區(qū)域14中心O的連線的延長線上以使最低點19b離開反射板11的中心，凹陷17b所反射的光線幾乎都不會被反射到反射板11的前面，而是會被發(fā)射到指定的發(fā)射區(qū)域14。詳細地說，在圖14所示的實施方案中，單元反射區(qū)域13由內(nèi)表面彎曲、近圓錐或近金字塔形的凹陷17b組成。在凹陷17b最低點19b和單元反射區(qū)域13四邊之間傾斜的彎曲表面的形狀(或者說傾角的分布)相應于目標發(fā)射區(qū)域而設計。凹陷17b不具有任何垂直于入射光線的平面(切面)但在最低點19b是陡峭的。所以，被凹陷17b所反射的光線幾乎都不會反射到反射板11的前面(按規(guī)則反射方向)。
在通過排列由這種凹陷17b構成的單元反射區(qū)域13而組成的反射板11中，在所有單元反射區(qū)域13中位于中心P的單元反射區(qū)域13里，凹陷17b的最低點19b位于中心P垂直向下的位置上，由此凹陷17b可以在各個方向上等量反射光線。相反，在遠離反射板11中心P的單元反射區(qū)域13中，凹陷17b的最低點19b位于從發(fā)射區(qū)域14中心到單元反射區(qū)域13中心的連線的延長線上，由此凹陷17b的最低點19b偏向遠離發(fā)射區(qū)域14中心或反射板11中心的方向，如圖14(a)和(b)所示。結(jié)果，在這樣一個反射板11中，在各自單元反射區(qū)域13中的凹陷17b的最低點19b的位置根據(jù)各自單元反射區(qū)域13距發(fā)射區(qū)域14中心或反射板11中心P距離的增大而逐漸不同。如圖14(c)所示，凹陷17b的最低點19b的位置逐漸從單元反射區(qū)域13的中心偏向發(fā)射區(qū)域14的中心或從反射板11的中心P偏向根據(jù)單元反射區(qū)域13遠離反射板11的中心P而遠離的方向。
圖15至圖20(a)、(b)和(c)示出了發(fā)射區(qū)域14和光亮區(qū)域15之間的關系，同時示出了與其相應的突起17a的形狀。圖15示出了一種設計方案，其中，發(fā)射區(qū)域14內(nèi)圓周邊的邊界成為一個幾乎與光亮區(qū)域15的外邊緣相內(nèi)切的圓。若假設在指定平面上的發(fā)射區(qū)域14的外邊緣是橢圓形的，半長軸為“a”，半短軸為“b”，光亮區(qū)域15的較長邊長度為“w1”，其較短邊長度為“w2”，x-y坐標的原點位于發(fā)射區(qū)域14的中心O上，x軸平行于發(fā)射區(qū)域14的長軸方向而y軸平行于其短軸方向(該假設在此后都相同)，則發(fā)射區(qū)域14由下面的表達式(1)和(2)來表達。如圖16(a)、(b)和(c)所示，為了獲得以上所述，單元反射區(qū)域13成為方形，而突起17a成為近圓錐形。x2(w22)2+y2(w22)2>1···(1)]]>x2a2+y2b2<1···(2)]]>圖17示出了發(fā)射區(qū)域14內(nèi)圓周邊的邊界的一種設計方案，以使其成為一個幾乎與光亮區(qū)域15的外邊緣相內(nèi)切的橢圓，發(fā)射區(qū)域14由下面的表達式(3)和(4)來表達。如圖18(a)、(b)和(c)所示，為了獲得以上所述，單元反射區(qū)域13成為矩形，在其中突起17a成為近橢圓錐。x2(w12)2+y2(w22)2>1···(3)]]>x2a2+y2b2<1···(4)]]>
圖19示出了發(fā)射區(qū)域14內(nèi)圓周邊的邊界的一種設計方案，以使其成為一個幾乎與光亮區(qū)域15的外邊緣相重合的矩形，發(fā)射區(qū)域14由下面的表達式(5)、(6)和(7)來表達。如圖20(a)、(b)和(c)所示，為了獲得以上所述，單元反射區(qū)域13成為一個矩形區(qū)域，突起17a成為近金字塔錐形。|x-w12|>0···(5)]]>|x-w22|>0···(6)]]>x2a2+y2b2<1···(7)]]>若外部光線垂直入射液晶面板18，光亮區(qū)域15成為液晶面板18的整個正面。然而，發(fā)射區(qū)域14和光亮區(qū)域15的交疊部分越小，在有效視場區(qū)域之外的發(fā)射光線就越少，由此可以提高光線利用率，并可以使屏幕更亮。然而，制造圖16(a)、(b)和(c)中所示這樣的近圓錐突起更容易。所以，優(yōu)選地使發(fā)射區(qū)域14和光亮區(qū)域15的交疊部分盡可能小，同時要考慮到設計和制造突起17a(和凹陷17b)的難度以及其制造費用。
然而，最優(yōu)選的結(jié)構是這樣的發(fā)射區(qū)域14和光亮區(qū)域15根本不互相交疊，如圖19所示。在這樣設計的單元反射區(qū)域中，從突起17a的制造精度上看，要完全使它們的交疊為零是很困難的。同樣，實際上，當考慮到反射板11的批量生產(chǎn)時，從設計上看必須允許反射板11引起的所有反射光線中的30％或更少被向內(nèi)發(fā)射至發(fā)射區(qū)域14(或發(fā)射進光亮區(qū)域15)。另外，必須允許大約10％的反射光線泄漏出發(fā)射區(qū)域14。結(jié)果，從設計上看，發(fā)射至發(fā)射區(qū)域14或有效視場區(qū)域16的光線總量只有被反射板所反射的光線總量的50～60％。然而，與使用現(xiàn)有技術的反射板的方案相比較，屏幕的亮度(顯示照明)可以加倍。自然，從設計上看，將發(fā)射至發(fā)射區(qū)域14或有效視場區(qū)域16的光線總量設計成反射板所導致的總反射光線的70％或更多。
同樣，在顯示設備中，工作面的垂線和光線的夾角通常在20°到30°之間，最大為60°。從而，關于某幅圖像的顯示設備，相對于顯示設備的垂線來說超過60°的視場是不需要的，由此優(yōu)選地，由反射板11所導致的發(fā)射區(qū)域14的擴展角α≤60°(如圖21所示)。
特別地，觀察者的通常視點的方向是一個從顯示設備法線算起30°的傾斜角。同樣，觀察者的視點幾乎全都集中在大約為30°±15°的區(qū)域內(nèi)。所以，優(yōu)選地，當從反射板11觀察時，發(fā)射區(qū)域14的擴展角大約為15°到45°。為了設計這樣一個發(fā)射區(qū)域14，由下面的表達式(9)通過利用對角線方向上的長度w來定義到發(fā)射區(qū)域14的垂直距離h，其中w由下面的表達式(8)定義，如圖22(b)所示，作為反射板11長軸方向上的長度w1和其短軸方向上的長度w2的平均，以使從反射板11中心到發(fā)射區(qū)域14內(nèi)邊緣的部分的角度β＝15°，如圖22(a)所示。并且，若假設發(fā)射區(qū)域14的寬度為K，表達了發(fā)射區(qū)域14的表達式(10)和(11)通過將K代入上述表達式(3)和(4)而得到。并且，設計成反射板11所導致的反射光線的70％或更多被反射至這個區(qū)域。例如，根據(jù)發(fā)射光線總量的模擬實驗(以制造每邊長為10cm并用仿形銑床確定其形狀的正方形反射板而獲得的數(shù)據(jù)為基礎，已經(jīng)實現(xiàn)了該實驗)的結(jié)果，在垂直于反射板方向距離h為30cm處獲得了一個外半徑為15cm、內(nèi)半徑為5cm的環(huán)狀發(fā)射區(qū)域，并計算了發(fā)射至發(fā)射區(qū)域的光線總量。在此情況下，有可能獲得入射至反射板的光線總量的76％的發(fā)射光線。w=(w1)2+(w2)2···(8)]]>h=(w2)cotβ···(9)]]>x2(w12)2+y2(w22)2>1···(10)]]>x2(K+w12)2+y2(K+w22)2<1···(11)]]>同樣，并不要求發(fā)射區(qū)域14存在于光亮區(qū)域之外的整個圓周。如圖23(a)所示，發(fā)射區(qū)域14可以順應使用環(huán)境而僅僅建立在光亮區(qū)域15的左部和右部及其下部。如圖23(b)所示，發(fā)射區(qū)域14可以僅建立在光亮區(qū)域15之上和之下，又如圖23(c)所示，發(fā)射區(qū)域14可以僅建立在光亮區(qū)域15之下。當然，發(fā)射區(qū)域14也可以建立在其它地方。按照這樣一些結(jié)構，響應裝備了反射型液晶顯示設備的一起的使用方法，可以減少從屏幕發(fā)射至不必要方向的光線，從而可以增加發(fā)射至必要方向的光線總量，由此有可能提高屏幕的亮度。
例如，在圖24所示的移動電話20的情形中，當手持電話20并傾斜一定角度時觀察到顯示屏21。在這樣一種情形中，由于顯示屏向上發(fā)射的光線是無用的，向上反射的光線被抑止了，如圖24所示，本來被導向上方的光線被發(fā)射至屏幕的左邊、右邊和下邊，由此有可能獲得更光亮的顯示屏21。
圖26(a)和(b)表示了一個像圖25中所示的那樣將光線從反射板11發(fā)射至屏幕左邊、右邊以及下方的突起17a的形狀。圖26(a)示出了位于反射板11中部的突起17a。雖然在左側(cè)和右側(cè)具有對稱的形狀，但突起17a并不向上發(fā)射光線。就是說，向上的面被放置成垂直面或急劇傾斜面。圖26(b)示出了單元反射區(qū)域13的在圖25中發(fā)射光線的一個突起17a，在其中頂點19a偏向反射板11中心一側(cè)(圖中的右側(cè))。
圖28表示了一個像圖27中所示的那樣將光線從反射板11向上和向下發(fā)射的突起17a的形狀。圖28顯示了位于反射板11中部的突起17a。就是說，突起17a在左向和右向具有平緩坡面，當突起17a以上部和下部的大坡面向上和向下反射光線時，幾乎不會向左向和右向反射光線。
圖30示出了如圖29所示的那樣僅從反射板11向下發(fā)射光線的突起17a的形狀。圖30顯示了位于反射板11中間的突起17a，它在向下側(cè)以很大的傾斜角向下反射光線。然而，突起17a幾乎不向左和向右反射光線，因為在左向和右向的斜面太緩。另外，其頂部19a向上偏，突起17a幾乎不向上反射光線。在這樣一種結(jié)構中，由于光線可以向下集中，工作面板在顯示表面下方安置時，它被照亮。
接著，給出具有另一種結(jié)構的單元反射區(qū)域13的描述。設計這樣的實施方案，如圖31所示，以使單元反射區(qū)域13的每一個都由一個單獨的凹陷17b組成，入射到各自單元反射區(qū)域13的凹陷17b上的光線被凹陷17b反射，由此反射光線被發(fā)射到指定平面上的指定發(fā)射區(qū)域14處。
圖32(a)為描述設計這樣一種凹陷17b的方法的視圖，圖32(b)為其某部分的放大視圖。若考慮凹陷17b截面從最低點19b開始的單側(cè)半邊，則確定凹陷17b邊緣的角度，以使被此邊緣反射的光線L2到達發(fā)射區(qū)域14的單側(cè)半邊的外邊緣。同樣，確定凹陷17b的最低點19b附近的一個角度，以使在凹陷17b的最低點19b附近反射的光線L1到達發(fā)射區(qū)域14的單側(cè)半邊的內(nèi)邊緣，并確定凹陷17b一側(cè)的末端到最低點19b的傾斜度，以使光線在發(fā)射區(qū)域14的寬度方向均勻反射。像上面那樣，確定凹陷17b的另一傾斜度以使被凹陷17b另一半反射的光線到達另一個發(fā)射區(qū)域14。通過在整個圓周這樣確定凹陷17b的傾斜度，可以確定凹陷17b的形狀。
圖33和圖34簡要示出了上述方法。如圖33所示，確定凹陷17b邊緣的角度θ1，以使被凹陷17b單側(cè)半邊的邊緣所反射的光線L2到達發(fā)射區(qū)域14的單側(cè)半邊的外邊緣，并確定凹陷17b最低點19b附近的角度θ2，以使在凹陷17b最低點19b附近反射的光線L1到達發(fā)射區(qū)域14的單側(cè)半邊的內(nèi)邊緣。然后，通過線性連接兩個角θ1和θ2來確定中間角，如圖34所示。像上面那樣，確定另半邊的角度θ3和最低點19b附近的角度θ4之后，通過線性改變此角度來確定凹陷17b的其它形狀。這樣確定的凹陷17b的剖面形狀可以用兩個拋物線表示。
圖35、圖36和圖37示出了設計凹陷17b的不同方法。正如上面所描述的，發(fā)射區(qū)域14變成一個大致像橢圓形的環(huán)和大致像圓形的環(huán)。若考慮到通過發(fā)射區(qū)域14中點豎立在反射板11上的垂線J，首先，確定位于反射板11中點P的凹陷17b的形狀，以使被位于反射板11中點P的凹陷17b所反射的光線被發(fā)射到發(fā)射區(qū)域14，如圖35所示(例如，通過圖32(a)和(b)所示的那種方法)。進一步，若確定遠離中點P的位置Q處的凹陷17b，如果一個從發(fā)射區(qū)域14的中點O指向相應位置Q的角度為θa，如圖36所示，則此凹陷17b的形狀與位于中點P的凹陷17b的形狀相同，由此凹陷17b傾斜布置以使凹陷17b軸向中點E和反射板11的垂線J所形成的角度為θb＝θa/2，此角度位于包括豎在反射板11中點的垂線J和凹陷17b軸向中點E在內(nèi)的平面上。也就是，如圖37所示，此凹陷17b具有和位于中點P的凹陷17b相同的形狀，以角度θb傾斜。具有相同形狀的凹陷17b就這樣排列在反射板11的整個圓周上，并以相應于各自凹陷17b安放的位置而傾斜，由此有可能在發(fā)射區(qū)域14收集被各自凹陷17b反射的光線。
同樣，確定關于一個遠離中心P的凹陷17b的中軸E，得到了豎在反射板11中點的垂直線J和中軸E的交點，而關于其它17b，可確定凹陷17b的傾斜度以使各自中軸E通過該交點，由此所有凹陷17b的中軸E相交于同一點。
圖38到圖45示出了一種通過在反射板11上形成凹陷圖案的方法設計反射板的設計實例，凹陷圖案通過像上面描述的那樣改變凹陷17b的傾斜度來形成。圖38為示出一個20μm寬凹陷17b的剖面圖的視圖，該凹陷安置于反射板11中點，圖39為對角地觀察該凹陷17b的視圖(線框圖)，圖40為從一側(cè)觀察該凹陷17b的視圖(線框圖)。圖41為示出一個20μm寬凹陷17b的剖面圖的視圖，該凹陷位于距離反射板11中點40mm處的位置上，圖42為對角地觀察該凹陷17b的視圖(線框圖)，圖43為從一側(cè)觀察該凹陷17b的視圖(線框圖)。同樣，此高度為0的平面就是與反射板11表面相同的平面。另外，圖44為示出反射板11中點附近的凹陷17b排列的視圖。進一步，圖45為示出反射板11中點附近的單獨一行凹陷17b的視圖(在其中，盡管省略了平直部分的圖示，但凹陷實際上都是安置在這些平直部分上)。
圖46和圖47示出了微小的類楔狀突起17c(也可是凹陷)，它們安置在單元反射區(qū)域13上。若反射板11形成的發(fā)射區(qū)域14僅在一個方向上(例如，在工作側(cè))，如圖23(c)所示，有可能利用這樣一種類楔狀突起17c。突起17c的斷面近似為直角三角形，其表面為彎曲的。
為了在某個指定發(fā)射區(qū)域14上收集光線，即使是一個類楔狀突起17c，也必須順從突起17c的位置而改變表面傾斜度。然而，為了這個原因，如圖46(a)和(b)所示，當保持突起17c的高度為常數(shù)時，其長度(突起17c的間距)卻可能是改變的。同樣，如圖47(a)和(b)所示，當保持突起17c的長度為常數(shù)時，其高度則可能是改變的。
另外，盡管沒有圖示出來，發(fā)射區(qū)域14的中心沒有必要位于通過反射板11中點P的垂線上。其中發(fā)射區(qū)域14可位于偏離反射板11的位置。進一步，發(fā)射區(qū)域14沒有必要位于平行于反射板11的平面上，它關于反射板11表面可以是傾斜的。
另外，單元反射區(qū)域13沒有必要具有相同的尺寸。如圖48所示，其大小可以是任意的，而其形狀則可以是多邊形或不確定的形式。所以，可接受單元反射區(qū)域13的單元反射區(qū)域的排列不一定得是矩陣形式，矩陣形式就是反射表面，其中單元反射區(qū)域密集地二維排列，而且?guī)缀鯖]有平直部分。
在任何一個各實施方案中，光線被設計成作為反射板11的整體向著發(fā)射區(qū)域14反射。然而，也可以是光線在反射平面的某些部分反射到發(fā)射區(qū)域14中，而光線在反射平面的某些部分反射到反射區(qū)域14之外。在此情形中，優(yōu)選地使發(fā)射到發(fā)射區(qū)域14或有效場區(qū)域16的光線是所有入射光線的70％或更多。
上述反射板11可以用2P(光聚合)方法制造。在2P方法中，首先，制造被稱作“模具”的反射板11的金屬模。利用此模具，通過復制制造大量反射板。參照圖49和50給出了此過程的描述。在模具45的制造過程中，如圖49(a)所示制備一個襯底41，并在其上涂上電子束保護膜(抗蝕劑)42。接下來，如圖49(b)所示，受電子束曝光而被加工出圖案的電子束保護膜42被軟化以制造反射板11發(fā)射區(qū)域14的凹陷或突起43的形狀。然后，將諸如金屬這樣的壓模材料——例如，鎳、樹脂等——通過電鑄的方法沉積到原始板44上，從而指出如圖49(c)所示的模具。如圖49(d)所示，從原始板44上剝下分離出模具45，一個反射板11的凹陷或突起43被倒轉(zhuǎn)過來的倒轉(zhuǎn)圖案46就在模具45的內(nèi)面形成了。它成為澆鑄反射板11的模子。
其后，如圖50(a)所示，紫外線硬化樹脂48被倒在透明襯底47——例如玻璃襯底、透明樹脂膜等——上之后(然而，如果模具45允許紫外線穿過，襯底47并不一定要是透明的)，將模具45從紫外線硬化樹脂48上方壓到襯底47上，紫外線硬化樹脂48在襯底47和模具45之間擴展，由此紫外線硬化樹脂48將襯底47和模具45之間充滿。
連續(xù)地，如圖50(b)所示，當從襯底一側(cè)用紫外線照射到紫外線硬化樹脂48上(或從模具45使紫外線穿過的襯底一側(cè))，紫外線硬化樹脂48通過光學硬化反應被硬化。當紫外線硬化樹脂被硬化48之后，從紫外線硬化樹脂48上剝離下模具45，由此，如圖50(c)所示，模具45的倒轉(zhuǎn)圖案46被翻印到紫外線硬化樹脂48的表面上。這樣，就形成了單元反射區(qū)域13的凹陷或突起的圖案49。之后，通過濺射在紫外線硬化樹脂48上沉積一層金屬薄膜，例如Ag、Al等，如圖50(d)所示，由該金屬薄膜形成一層反射膜50，由此完成了一個反射板11。
圖51(a)、(b)(c)和(d)為示出另一種使用上述模具45制造反射板的方法的剖面圖。利用這種方法，如圖51(a)所示，當樹脂48A通過旋轉(zhuǎn)涂敷方法涂到透明襯底47——例如玻璃襯底和透明樹脂膜等——上，并通過烘烤硬化之后，將模具45從樹脂48A上方壓到襯底47上，并如圖51(b)所示，從模具45上方對樹脂48A施壓以壓踏樹脂48A。隨后，將模具45從樹脂48A上剝離，則模具45的倒轉(zhuǎn)圖案46被翻印到樹脂48A表面，如圖51(c)所示，由此形成了單元反射區(qū)域13的凹陷或突起。其后，通過濺射等在樹脂48A上沉積一層金屬薄膜，例如Ag、Al等，由該金屬薄膜形成一層反射膜50，如圖51(d)所示，由此完成了一個反射板11。
圖49和圖50所示的利用模具45制造反射板11的方法，不但可以實施于具有由所示突起17a組成的單元反射區(qū)域13的反射板上，也可以實施于具有由圖52所示的凹陷17b組成的單元反射區(qū)域13的反射板上。同樣，圖52所示的反射板是具有由凹陷17b組成的單元反射區(qū)域的反射板11，其中，在其表面上形成了一層由金屬薄膜組成的反射膜50。
如圖53所示反射板是與上面結(jié)構不同的反射板11。在反射板11上，當在襯底47上由樹脂48形成含有凹陷17b或突起17a的單元反射區(qū)域13的圖案，并在樹脂48的表面上形成金屬薄膜構成的反射膜50后，再在反射膜50上層壓一個透明樹脂層，并由樹脂層形成一個形狀如菲涅爾(Fresnel)透鏡的光路轉(zhuǎn)換層51。
在此關系中，在反射板11中，入射光線在光路轉(zhuǎn)換層51的邊界上發(fā)生折射，入射進光路轉(zhuǎn)換層51，并被位于光路轉(zhuǎn)換層51后側(cè)的凹陷17b或突起17a反射，在光路轉(zhuǎn)換層51的表面再次折射。然后，光線被發(fā)射到發(fā)射區(qū)域14(例如，發(fā)射區(qū)域14被設立成環(huán)繞反射板11前向規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域)。通過這么一種反射板11，由于可能進行設計使得反射層50和光路轉(zhuǎn)換層51使反射光線入射到發(fā)射區(qū)域14中，可以提高設計的自由度。
圖54和圖55中所示的反射板11由反射層50和光路轉(zhuǎn)換層51組成，像圖53所示的反射板11中的那樣。也就是，在圖54的反射板11中，在樹脂48表面鑄成菲涅耳棱鏡形圖案，并在其表面形成反射膜50以形成菲涅耳反射鏡。另外，進一步鑄成光路轉(zhuǎn)換層51，其上為透明樹脂，由此在光路轉(zhuǎn)換層51表面形成凹陷17b或突起17a。
同樣，在圖55的反射板11中，在樹脂48表面形成一層由金屬薄膜組成的反射膜50，形成光路轉(zhuǎn)換層51，其上為透明樹脂，在光路轉(zhuǎn)換層51表面形成凹陷17b和突起17a。在此情形中，根據(jù)離反射板11中點P的距離不同，凹陷17b和突起17a偏離垂直方向的傾斜度逐漸增大。
圖56為示出反射型液晶顯示設備59的全視圖，它裝備有參照圖50所描述的那樣制造的反射板，在其中構造液晶面板18以使反射面板11作為后側(cè)襯底而構成。也就是，通過在上述制造的反射板11表面旋轉(zhuǎn)涂敷一層透明樹脂——例如聚茚樹脂——來在反射膜50上形成一層平化膜61。其次，在平化膜61上裝上薄膜晶體管(TFT)62和透明電極(ITO)60，以形成后側(cè)襯底58。
另一方面，在玻璃襯底63的后側(cè)上形成黑色矩陣66、彩色膜65以及透明電極(ITO)67，在玻璃襯底63表面粘附一片偏振片64以形成表面?zhèn)纫r底57。然后，在后側(cè)襯底58和表面?zhèn)纫r底57之間裝入液晶層68，由此完成了一個反射型液晶顯示設備59。
根據(jù)這樣一種反射型液晶顯示設備59，有可能制造具有寬屏幕的反射型液晶顯示設備，其中允許使用者觀察整個屏幕的有效視覺場被加寬，而不被液晶面板表面的規(guī)則反射光線所淹沒。另外，根據(jù)這樣一種結(jié)構，液晶面板18和反射板結(jié)合在一起，由此可將該反射型液晶顯示設備做薄。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的反射板并不僅限于該反射型液晶顯示設備，而可以用于其它反射型液晶顯示設備上。同樣，盡管沒有圖示出來，該反射板可適用于半透型液晶顯示設備。
圖57中所示的設備為無線信息傳輸設備69，例如移動電話、小功率無線電元件等，其中具有根據(jù)本發(fā)明的反射板的反射型液晶顯示設備被用作顯示部分70。圖58中所示的設備為電子筆記本和移動信息終端71，例如便攜式計算機，其中具有根據(jù)本發(fā)明的反射板的反射型液晶顯示設備被用作顯示部分70。盡管在電池驅(qū)動的這些無線信息傳輸設備69和移動信息終端71等中，需要節(jié)省能源，通過使用這樣一種反射型液晶顯示設備，將不再需要后背光，由此可節(jié)省能源。此外，當根據(jù)本發(fā)明的反射板用來做反射型液晶顯示設備時，顯示屏可做得更亮，并且其分辨特性可得以改善。
圖59中所示的設備為裝備有顯示部分70和天線73的電視機(電視接收機)72，使用根據(jù)本發(fā)明的反射板的反射型液晶顯示設備被用作顯示部分70。圖60中所示的設備為裝備有顯示部分70和鍵盤75的個人電腦74，其中使用根據(jù)本發(fā)明的反射板的反射型液晶顯示設備被用作顯示部分70。在具有顯示圖像功能的屏幕顯示設備——例如電視機72、個人電腦74——中，需要節(jié)省能源。特別地，在便攜設備中，尤其需要節(jié)省能源，因為它們是由電池驅(qū)動的。所以，如果將反射型液晶顯示設備用作顯示部分70，將不再需要后背光，由此可節(jié)省能源。進一步，由于根據(jù)本發(fā)明的反射板被用來做反射型液晶顯示設備，顯示屏可做得明亮，而且其分辨特性可得以改善。
工業(yè)實用性本發(fā)明適用于反射型和半透型顯示設備(例如，液晶顯示設備)。其應用廣泛地覆蓋了具有顯示部分的儀器，例如液晶顯示設備、無線信息傳輸設備、移動信息終端、圖像顯示設備等。
權利要求
1.一種包括大量單元反射區(qū)域的反射部件，建立這些單元反射區(qū)域以使入射光線幾乎能反射到整個指定平面區(qū)域中，此區(qū)域幾乎不允許規(guī)則反射光線穿過。
2.根據(jù)權利要求1的反射部件，其中所述的反射部件為在其上具有凹陷或突起的反射板。
3.根據(jù)權利要求1的反射部件，其中所述的各單元反射區(qū)域分別包含一層反射層和一層光路轉(zhuǎn)換層；反射層用來反射光線，光路轉(zhuǎn)換層用來將被所述反射層反射的光線導向所述的指定平面區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求2的反射部件，其中所述的各單元反射區(qū)域根據(jù)其每一個的位置分別定形。
5.根據(jù)權利要求1的反射部件，其中所有入射光通量的70％或更多被發(fā)射到所述的指定平面區(qū)域中。
6.根據(jù)權利要求2的反射部件，其中所述的各單元反射區(qū)域分別由至少一個突起或凹陷組成，該突起或凹陷不具有垂直于入射光線的平面。
7.根據(jù)權利要求2的反射部件，其中所述的各單元反射區(qū)域分別由至少一個突起組成，而且所述突起的頂部位于連接單元反射區(qū)域中點和所述指定平面區(qū)域中點的線段上，同時，偏向所述指定平面區(qū)域的中點。
8.根據(jù)權利要求7的反射部件，其中所述單元反射區(qū)域中的突起頂點的位置相應于該單元反射區(qū)域和指定平面中點之間的距離而逐漸改變。
9.根據(jù)權利要求2的反射部件，其中所述各單元反射區(qū)域分別由至少一個凹陷組成，凹陷最低點位于連接所述指定平面區(qū)域中點和該單元反射區(qū)域中點的線段的延長線上，同時，偏離所述指定平面區(qū)域的中點。
10.根據(jù)權利要求9的反射部件，其中所述單元反射區(qū)域中的凹陷最低點的位置相應于單元反射區(qū)域和指定平面區(qū)域中點之間的距離而逐漸改變。
11.根據(jù)權利要求1的反射部件，其中所述指定平面區(qū)域被確定以便能覆蓋規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域，并被確定以便從所述規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域發(fā)射的光線為被大量上述單元反射區(qū)域所反射光線的30％或更少。
12.一種光反射方法，其特征在于從外界進入的光線被具有大量單元反射區(qū)域的反射部件所反射，而且被所述反射部件反射的光線被發(fā)射到幾乎整個指定平面區(qū)域中，該指定平面區(qū)域被確定成使得幾乎沒有規(guī)則反射光線能夠穿過。
13.根據(jù)權利要求12的光反射方法，其中，總?cè)肷涔馔康?0％或更多被發(fā)射到所述指定平面區(qū)域中。
14.根據(jù)權利要求12的光反射方法，其中，所述反射光線的30％或更少允許被發(fā)射到所述規(guī)則反射光線的發(fā)射區(qū)域中，該區(qū)域被所述指定平面區(qū)域包圍。
15.一種制造模具的方法，其特征在于，當金屬、樹脂等壓模材料被沉積到一塊原始板上——該原始板具有和權利要求2中描述的反射部件所具有的大量單元反射區(qū)域相同的形狀——之后，通過剝離所述壓模材料轉(zhuǎn)印了所述原始板的形狀。
16.一種用來制造權利要求2中所描述的反射部件的模具，所述模具具有與反射部件的凹陷或突起相倒轉(zhuǎn)的形狀。
17.一種制造反射部件的方法，其特征在于，當權利要求16中所描述的模具填滿樹脂并且所述樹脂硬化之后，從模具中剝離出一個模型制品。
18.一種制造反射部件的方法，其特征在于，模型制品通過使用權利要求16中描述的模具經(jīng)壓制過程制造。
19.一種制造權利要求17或18中描述的反射部件的方法，其特征在于，在所述模型制品表面形成一層由金屬薄膜組成的反射膜。
20.一種裝備有通過反射從外界進入的環(huán)境光而顯示的反射部件的液晶顯示設備，其中所述的反射部件為權利要求1中描述的反射部件。
21.根據(jù)權利要求20的液晶顯示設備，其中大量將液晶層夾于其間的襯底中至少一層襯底為權利要求1中所描述的反射部件。
22.一種具有傳輸和接收特性的無線信息傳輸設備，例如移動電話、小功率無線電等，包含包括權利要求20所描述的液晶顯示設備的顯示部分。
23.一種具有信息處理特性的便攜信息終端，包含包括權利要求20所描述的液晶顯示設備的顯示部分。
24.一種具有顯示圖像的特性的圖像顯示設備，例如電視接收機、計算機等，包含包括權利要求20所描述的液晶顯示設備的顯示部分。
全文摘要
在反射板(11)表面形成每個都由一個或多個凹陷或突起(17)組成的單元反射區(qū)域(13)。入射進反射板(11)和被各自單元反射區(qū)域(13)反射的光線被發(fā)射到建立在一個指定平面上的整個指定平面區(qū)域(發(fā)射區(qū)域(14))，該區(qū)域像一條環(huán)帶。發(fā)射區(qū)域(14)被建立以使其與被液晶面板(18)規(guī)則反射的光線的光亮區(qū)域重疊很小。通過這樣一種結(jié)構，在被用來做反射型或半透型顯示設備的反射板中，在無用方向反射的光線被減少，能夠提高入射光線的光線利用率。
文檔編號G02B27/00GK1408069SQ00816861
公開日2003年4月2日 申請日期2000年11月9日 優(yōu)先權日1999年11月9日
發(fā)明者真鍋克之, 青山茂, 船本昭宏, 篠原正幸 申請人:歐姆龍株式會社