反射/透射型液晶显示设备的制作方法

专利名称：反射/透射型液晶显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种反射/透射型液晶显示设备。
背景技术：
作为使用外部光来执行反射显示以及使用来自放置在与观察侧相对的一侧上的 表面光源的照明光(illumination light)来执行透射显示的反射/透射型液晶显示设备， 已知一种具有放置在与液晶显示器件的观察侧相对的一侧上的表面光源并且具有放置在 液晶显示器件的液晶层的背侧(表面光源侧)上的半透射/反射膜的设备(参见公开号为 No. 2002-107725的日本专利申请)。另外，作为该反射/透射型液晶显示设备，已知一种将表面光源放置在与液晶显 示器件的观察侧相对的一侧上的设备，液晶显示器件的每个像素被分为两个区域，并且针 对每个像素通过在每个像素的一个区域中的液晶层后面设置反射膜形成反射显示部分和 透射显示部分(参见公开号为No. 2004-93715的日本专利申请)。上述常规反射/透射型液晶显示设备不能获得具有良好的色彩平衡的明亮的反 射显示和明亮的透射显示。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够执行具有良好的色彩平衡的明亮的反射显示和明 亮的透射显示的液晶显示设备。根据本发明的第一方面的液晶显示设备包括液晶显示器件，所述液晶显示器件包括一对相对基板、设置在该对基板的相对内 表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制光的透射的电极、 密封在该对基板之间的液晶层以及分别放置在该对基板的外表面上的一对偏振板；表面光源，所述表面光源放置在与所述液晶显示器件的观察侧相对的一侧上并且 向所述液晶显示器件施加照明光；以及反射器，所述反射器放置在所述液晶显示器件和所述表面光源之间，包括其上形 成有棱镜部分的棱镜阵列，并且通过所述棱镜阵列向所述液晶显示器件反射来自所述观察 侧、透射通过所述液晶显示器件的入射光。根据本发明的第二方面的液晶显示设备包括 液晶显示器件，所述液晶显示器件包括一对相对基板；电极，所述电极设置在该对 基板的相对内表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制光 的透射；彩色滤光器，所述彩色滤光器包括针对对应于所述电极的像素中的每一个形成的 红色、绿色和蓝色滤光器并且具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色 时，在CIE色度图上，光的白点的X坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和0. 285 到0. 325的范围内，所述光的白点通过混合分别两次透射通过红色、绿色和蓝色滤光器中 的每一个而改变颜色的所述各个颜色的光束获得；液晶层，所述液晶层密封在该对基板之间；以及一对偏振板，所述一对偏振板分别放置在该对基板的外表面上；表面光源，所述表面光源放置在与所述液晶显示器件的观察侧相对的一侧上，并 且向所述液晶显示器件施加照明光，所述照明光包括光强度峰值在465士 lOnm、535士 IOnm 以及635士 IOnm的波长处的伪白光；以及反射器，所述反射器放置在所述液晶显示器件和表面光源之间，包括其上形成有棱镜部分的棱镜阵列，并且通过所述棱镜阵列向所述液晶显示器件反射来自所述观察侧、 透射通过所述液晶显示器件的入射光。根据本发明的第三方面的液晶显示设备包括液晶显示器件，所述液晶显示器件包括一对相对基板；电极，所述电极设置在该对 基板的相对内表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制光 的透射；彩色滤光器，所述彩色滤光器包括针对对应于所述电极的像素中的每一个形成的 红色、绿色和蓝色滤光器并且具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色 时，在CIE色度图上，混合光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和 0. 285到0. 325的范围内，所述混合光的白点通过混合分别两次透射通过红色、绿色和蓝色 滤光器中的每一个而改变颜色的所述各个颜色的光束获得；液晶层，所述液晶层密封在该 对基板之间；以及一对偏振板，所述一对偏振板分别放置在该对基板的外表面上；表面光源，所述表面光源放置在与所述液晶显示器件的观察侧相对的一侧上，并 且向所述液晶显示器件施加照明光，所述照明光包括光强度峰值在465士 lOnm、535士 IOnm 以及635士 IOnm的波长处的伪白光；反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在所述液晶显示器件和所述表面光源之间， 并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的透射轴以及反射另一个线偏振光分量 的反射轴，其中，所述透射轴平行于在与所述液晶显示器件的所述观察侧相对的一侧上的 偏振板的透射轴；λ /4延迟板，所述λ /4延迟板放置在所述反射/偏振板和所述反射器之间，并且 在透射光的寻常光(ordinary light)和非寻常光(extraordinarylight)之间提供1/4波 长的相位差；以及反射器，所述反射器包括第一棱镜阵列和第二棱镜阵列，所述第一棱镜阵列放置 在所述反射/偏振板和所述表面光源之间，并且在所述第一棱镜阵列上彼此平行地形成线 状的棱镜部分，所述第二棱镜阵列放置在所述第一棱镜阵列的面向所述液晶显示器件和所 述表面光源的其中之一的表面侧上，并且在所述第二棱镜阵列上彼此平行地形成基本垂直 于所述第一棱镜阵列的所述棱镜部分的线状的棱镜部分，将所述第一和第二棱镜阵列中的 至少一个的所述棱镜部分线状延伸的方向设置成相对于所述反射/偏振板的所述透射轴 成基本45°，并且通过所述棱镜阵列向所述液晶显示器件反射来自所述观察侧、透射通过 所述液晶显示器件的入射光。本发明的液晶显示设备能够执行具有良好的色彩平衡的明亮的反射显示和明亮 的透射显示。


图1是根据本发明的实施例的液晶显示设备的立体透视图2是液晶显示设备的侧视图；图3是液晶显示设备的液晶显示器件的一部分的放大截面图；图4是构成液晶显示设备的反射器的第一和第二棱镜阵列的一部分的放大图；图5是示出了液晶显示设备的液晶显示器件的液晶层的液晶分子的对准方向、一对偏振板的透射轴的方向、反射/偏振板的透射和吸收轴的方向以及λ /4延迟板的慢轴的 方向的视图；图6是液晶显示设备的反射显示的光束图；图7是反射器的光反射的概念图；图8是液晶显示设备的透射显示的光束图；图9是为了与通过混合往复(reciprocally)透射通过用于常规反射/透射型液 晶显示设备的液晶显示器件的各个颜色的滤光器而改变颜色的光束获得的光的坐标相比 较，示出了在制造根据该实施例的液晶显示设备的液晶显示器件以显示白色时，CIE色度图 上通过混合往复透射通过各个颜色的滤光器而改变颜色的光束获得的光的坐标的视图；图10是示出了在制造液晶显示器件显示白色时，根据本实施例的液晶显示设备 和常规反射/透射型液晶显示设备的反射显示中CIE色度图上的坐标的视图；图11是根据本实施例的液晶显示设备中的表面光源的发光元件的放大截面图；图12是分别由具有设置在蓝光LED的辐射侧上的红色/绿色荧光层的伪白光发 光元件、具有设置在蓝光LED的辐射侧上的黄色荧光层的常规伪白光发光元件、以及包括 红光、绿光和蓝光LED的原色发光元件发射的光束的光谱分布图；以及图13是示出了在制造各个设备显示白色的情况下，根据本实施例的液晶显示设 备、根据具有设置用于表面光源的常规伪白光发光元件的比较示例1的液晶显示设备以及 根据具有设置用于表面光源的原色发光元件的比较示例2的液晶显示设备的透射显示中 CIE色度图上的坐标的视图。
具体实施例方式图1到13示出了本发明的实施例。图1是液晶显示设备的立体透视图。图2是 液晶显示设备的侧视图。如图1和2所示，本发明的该实施例涉及一种执行反射显示和透射显示的反射/ 透射型液晶显示设备。该液晶显示设备包括液晶显示器件1 ；表面光源15，所述表面光源15 放置在与液晶显示器件1的观察侧相对的一侧(在下文中被称为背侧)上并且向液晶显示 器件1施加照明光；反射器27，所述反射器27放置在液晶显示器件1和表面光源15之间 并且向液晶显示器件1反射从所述观察侧进入并且透射通过液晶显示器件1的光。图3是液晶显示器件1的一部分的放大截面图。液晶显示器件1包括通过预定的 间隙被放置成彼此面对的一对透明基板2和3、密封在该对基板2和3之间的间隙中的液 晶层11、透明电极6和4以及分别结合到该对基板2和3的外表面的一对偏振板12和13。 所述透明电极6和4设置在该对基板2和3的内表面中的至少一个，例如设置在该对基板 2和3的各自内表面上，并且通过施加电压改变液晶层11的液晶分子的对准状态来控制光 的透射。所述一对偏振板12和13中设置在观察侧的偏振板12包括具有进行了抗反射处 理的外表面的防炫偏振板。
液晶显示器件1例如是一种有源矩阵液晶显示器件。在液晶显示器件1的所述一对透明基板2和3，例如背侧基板3的内表面上的行和列方向上以矩阵的形式与TFT(薄膜 晶体管)5、在各行上向TFT 5供应栅极信号的扫描线(未示出)以及在各列上向TFT 5供 应数据信号的信号线(未示出)一起设置像素电极4，所述TFT5与像素电极4对应设置。 在另一基板，即，观察侧的基板2的内表面上设置面向像素电极4的单膜形式的相对电极6。尽管图3是TFT 5的简视图，但是每个TFT 5包括形成在背侧基板3的基板表面 上的栅极电极、形成在差不多整个基板表面上以便覆盖栅极电极的透明栅极绝缘膜、形成 在栅极绝缘膜上以便面向栅极电极的i型半导体膜、以及分别形成在所述i型半导体膜的 两个末端部分上的η型半导体膜上的漏极电极和源极电极。像素电极4形成在栅极绝缘膜 上。相应TFT 5的源极电极连接至相应的像素电极4。扫描线形成在背侧基板3的表面上，使得每条扫描线沿着相应一个像素电极行的 一侧延伸。扫描线分别连接至各行上的TFT 5的栅极电极。信号线形成在所述栅极绝缘膜 上，使得每条信号线沿着相应一个像素电极列的一侧延伸。信号线分别连接至各列上的TFT 的漏极电极。液晶显示器件1还包括彩色滤光器7，所述彩色滤光器7包括分别对应于包括像素 电极4面向相对电极6的区域的像素设置的红色滤光器7R、绿色滤光器7G以及蓝色滤光器 7Β。彩色滤光器7设置在该对基板中的一个，例如观察侧的基板2的内表面上。相对电极 6形成在彩色滤光器7上。对准膜8和9形成在一对基板2和3的内表面上，以便覆盖电极4和6。通过分别 在预定的方向上摩擦对准膜8和9的膜表面对该对基板2和3的内表面进行对准处理。该对基板2和3经由围绕以矩阵形式设置像素的屏幕区域的框架状密封元件 10 (参见图1和2)彼此结合。液晶层11密封在基板2和3之间的由密封元件10围绕的区 域中。如图1和2所示，背侧基板3具有从观察侧基板2向外延伸的突出部分3b。设置 在背侧基板3的内表面上的扫描线和信号线连接至安装在突出部分3b上的显示驱动器14。如图1和2所示，表面光源15包括放置在液晶显示器件1的背表面上的光导板16 以及发光元件20 (在图1中为三个发光元件)，所述发光元件20设置成面向光导板16的入 射表面17并且向入射表面17发光。光导板16包括具有与液晶显示器件1的整个屏幕区 域对应的区域的板状透明元件。入射表面17形成在光导板16的一个端面上。用于通过入 射表面17进入的光的辐射表面18形成在面向液晶显示器件1的板表面上。反射膜19设 置在与光导板16的辐射表面18相对的一侧上。表面光源15引导由发光元件20发射的光通过光导板16并且施加所述光至液晶 显示器件1。开启发光元件20以执行使用来自表面光源15的照明光的透射显示。从发光元件20辐射的光通过入射表面17进入光导板16，并且在通过光导板16的 辐射表面18和反射膜19反复内部反射的同时在光导板16中漫射。从光导板16的整个辐 射表面18将在光导板16中漫射的光辐射至液晶显示器件1。本实施例中的表面光源15具有在与光导板16的辐射表面18相对的一侧上与板 表面紧密接触形成的反射膜19。然而，将被使用的表面光源并不限于此。可以通过一间隙 将反射膜19设置在光导板16上。在这种情况下，通过入射表面17进入光导板16的光由与光导板16的辐射表面18相对的一侧上的板表面向辐射表面18进行内部反射，并且通过 相对侧表面上的板表面和间隙中的空气层之间的介面透射的泄露光由反射膜19进行反射 并且返回至光导板16中。如图1和2所示，放置在液晶显示器件1和表面光源15之间的反射器27包括第 一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30，所述第二棱镜阵列30放置在第一棱镜阵列28的面向液 晶显示器件1的表面侧或者面向表面光源15的表面侧。在本实施例中，第二棱镜阵列30 放置在面向表面光源15的表面侧。所述第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30向液晶显示 器件1反射从观察侧进入并且透射通过液晶显示器件1的光。所述第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30分别具有线状的棱镜部分29和31。在 平行于由丙烯酸树脂等制成的透明片状元件的一个表面上形成所述棱镜部分29和31。所 述第一棱镜阵列28的棱镜部分29线性形成为平行于预定的方向，例如液晶显示器件1的 屏幕区域的水平方向。所述第二棱镜阵列30的棱镜部分31线性形成为几乎垂直于所述第 一棱镜阵列28的棱镜部分29的纵向。图4是所述第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列29中的一个，例如所述第一棱镜阵 列28的一部分的放大图。第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30的棱镜部分29和31中的 每一个具有等腰三角形形状，其两边相对于液晶显示器件1的法向(垂直于液晶显示器件1 的基板2和3的方向)具有相同倾斜角并且具有相同长度。每个棱镜部分还具有由与液晶 显示器件的法向相交的两侧对称的边限定的顶角落入80°到100°的范围内的截面形状， 并且优选将其设置为接近90°。图4示出了所述第一棱镜阵列28中的反射光束和透射光束。如图4所示，在所述 第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30中以相同的方式，从其上形成有棱镜部分的表面侧进 入的大多数光通过棱镜部分29和31的倾斜表面和作为外侧空气的空气层之间的介面进行 反射。也就是说，入射光通过相邻棱镜部分中的一个的倾斜表面和将在光进入的方向上辐 射的其他棱镜部分的倾斜表面依次反射。在与形成棱镜部分的表面相对的一侧上从所述第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列 30的表面侧进入的光由相应的棱镜部分进行折射、透射通过相应的棱镜部分并且从相应的 棱镜部分辐射。注意到，在已经照到所述棱镜部分29和31的倾斜表面和空气层之间的介面时，在 平行于所述介面的平面内振动的光以更高的反射率反射，并且在垂直于所述介面的平面内 振动的光以更高的透射率透射。出于该原因，由棱镜部分28和30反射的各个光束包含在 平行于所述棱镜部分29和31的倾斜表面的平面内振动的许多偏振光分量。透射通过棱镜 阵列28和30的各个光束包含在垂直于所述棱镜部分29和31的倾斜表面的平面内振动的 大量偏振光分量。放置所述第一棱镜阵列28，使得棱镜部分形成表面或相对表面，例如棱镜部分形 成表面面向液晶显示器件1。将所述第二棱镜阵列30放置在所述第一棱镜阵列28的面向 表面光源15的表面侧上，使得棱镜部分31的顶点与所述第一棱镜阵列28的相对表面接触 或接近所述第一棱镜阵列28的相对表面。如图1和2所示，该液晶显示设备包括放置在液晶显示器件1和反射器27之间的 反射/偏振板32以及放置在反射/偏振板32和反射器27之间的延迟板33。
反射/偏振板32是具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的透射轴32a以 及反射另一个线偏振光分量(参见图5)的反射轴32b的偏振板。因此，反射/偏振板32 透射入射光的平行于透射轴32a的偏振光分量，并且反射平行于反射轴32b的偏振光分量。 延迟板33包括在所透射的光的寻常光和非寻常光之间提供1/4波长的相位差的λ /4延迟 板。图5示出了液晶显示器件1的液晶层11的液晶分子的对准方向、所述一对偏振板 12和13的透射轴12a和13a的方向、反射/偏振板32的透射轴32a和反射轴32b的方向、 以及λ /4延迟板33的慢轴33a的方向。
液晶显示器件1例如是TN液晶显示器件。当从观察侧进行观察时，在相对于屏幕 区域的横轴(点划线)逆时针成45°的方向2a上对该对基板2和3的观察侧的基板2的 内表面施加对准处理。当从观察侧进行观察时，在相对于所述横轴顺时针成45°的方向3a 上对背侧基板3的内表面(对准膜8的膜表面)施加对准处理。当从观察侧进行观察时， 液晶层11的液晶分子从背侧基板3到观察侧基板2顺时针以接近90°的扭曲角进行扭曲 /对准。放置观察侧的偏振板12，使得透射轴12a和13a垂直或平行于观察侧的基板2的 对准处理方向。放置背侧的偏振板13，使得透射轴13a垂直或平行于观察侧的偏振板12的 透射轴12a。放置反射/偏振板32，使得透射轴32a平行于在与液晶显示器件1的观察侧相对 的一侧上的偏振板13的透射轴13a。放置λ/4延迟板33，使得当从观察侧进行观察时，慢 轴33a被设置在相对于反射/偏振板32的透射轴32a顺时针成45°的方向(与横轴平行 的方向)上。如上所述，放置所述第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30中的至少一个，使得由所 述棱镜部分29或31线状延伸的方向和所述反射/偏振板的透射轴限定的角度变为接近 45°。如图1和2所示，该液晶显示设备包括第一漫射层34和第二漫射层35，所述第一 漫射层34设置在液晶显示器件1和反射/偏振板32之间，所述第二漫射层35设置在表面 光源15和反射器27之间。所述第一漫射层34的雾度值(haze value)为55%到85%，并 且所述第二漫射层35的雾度值为20%到50%。所述第一漫射层34例如包括散布有光散射颗粒的透明粘结层。在液晶显示器件 1的背侧偏振板13的外部表面上将反射/偏振板32结合至所述第一漫射层34。所述第二 漫射层35由例如散布有光散射颗粒的透明树脂片制成，并且被结合至表面光源15的光导 板16的辐射表面18。在该液晶显示设备中，将向液晶显示器件1施加照明光的表面光源15放置在液晶 显示器件1的背侧上(与观察侧相对的一侧)，并且将包括第一棱镜阵列28和第二棱镜阵 列30的反射器27放置在液晶显示器件1和表面光源15之间，所述第一棱镜阵列28和第 二棱镜阵列30各形成在透明片状元件的一个表面上。利用该布置，从观察侧进入并且透射 通过液晶显示器件1的光能够通过反射器27朝着液晶显示器件1反射，并且来自表面光源 15的照明光能够透射通过反射器27并且施加至液晶显示器件1。因此，该装置能够执行使 用外部光的反射显示以及使用来自表面光源15的照明光的透射显示，而不使用如常规的 反射/透射型液晶显示设备中的任何半透明反射膜或针对液晶显示器件的每个像素形成反射显示部分和透射显示部分。在该液晶显示设备中，反射器27包括第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30，所述第一棱镜阵列28具有彼此平行形成的线状的棱镜部分29，所述第二棱镜阵列30放置在所述 第一棱镜阵列28的面向表面光源15的相对表面侧上并且具有几乎垂直于所述第一棱镜阵 列28的棱镜部分29并且彼此平行形成的线状的棱镜部分31。利用该布置，在上述反射显 示中，从观察侧进入、透射通过液晶显示器件1并且照到反射器27的光能够通过所述第一 棱镜阵列28反射，并且透射通过所述第一棱镜阵列28而没被反射的光能够通过所述第二 棱镜阵列30反射。这能够增加反射显示的亮度。也就是说，所述第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30以更高的反射率反射照到所 述棱镜部分29和31的倾斜表面和空气层之间的介面的光中的在平行于所述介面的平面内 振动的偏振光分量，并且以更高的透射率透射入射光中的在垂直于棱镜部分29的倾斜表 面的平面内振动的偏振光分量。因此，透射通过所述第一棱镜阵列28而不被反射的光包含 大量的在垂直于所述第一棱镜阵列28的棱镜部分29的倾斜表面的平面内振动的偏振光分 量。所述第二棱镜阵列30的棱镜部分31线状形成为垂直于所述第一棱镜阵列28的棱镜 部分29的纵向方向。利用该布置，透射通过所述第一棱镜阵列28而不被反射的光通过所 述第二棱镜阵列30以更高的反射率进行反射。此外，所述反射/偏振板32放置在液晶显示器件1和反射器27之间，并且λ /4 延迟板33放置在反射/偏振板32和反射器27之间。这能够进一步改进反射显示中入射 光的使用效率，并且还改进透射显示中来自表面光源15的照明光的使用效率，从而执行具 有更高亮度的反射显示和透射显示。图6是由液晶显示设备执行的明亮状态下反射显示的光束图。在反射显示中，从 观察侧进入的外部光(非偏振光)100在一进入液晶显示器件1就被观察侧的偏振板12线 偏振，并且透射通过液晶层11和背侧偏振板13。也就是说，外部光100变为平行于背侧偏 振板13的透射轴13a的偏振光101并且辐射至液晶显示器件1的背侧。由于反射/偏振板32被放置成使得透射轴32a平行于液晶显示器件1的背侧偏 振板13的透射轴13a，所以辐射至液晶显示器件1的背侧的线偏振光101透射通过所述反 射/偏振板32。透射通过反射/偏振板32的线偏振光101照到λ /4延迟板33，并且通过 λ /4延迟板33提供有1/4波长的相位差以变成圆偏振光121。该光照到反射器27并且通 过所述反射器27的第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30以更高的反射率进行反射。图7是反射器27的光反射概念图。图7示出了从图6的水平方向(垂直于所述 第一棱镜阵列28的棱镜部分29的纵向方向)观察到的反射器27。如图7所示，从液晶显示器件1侧向反射器27施加的光首先照到第一棱镜阵列 28。然后，该光由第一棱镜阵列28的棱镜部分29反射并且辐射至液晶显示器件1侧。也 就是说，如图4所示，已经进入第一棱镜阵列28的光依次由相邻的棱镜部分29的倾斜表面 中的一个和其他棱镜部分29的倾斜表面反射并且辐射至液晶显示器件1侧。透射通过第一棱镜阵列28而不被反射的光照到第二棱镜阵列30，并且由第二棱 镜阵列30的棱镜部分31反射。也就是说，照到第二棱镜阵列30的光依次由相邻的棱镜部 分31中的一个的倾斜表面和其他棱镜部分31的倾斜表面反射，并且再次照到第一棱镜阵 列28。该光透射通过第一棱镜阵列28并且辐射至液晶显示器件1侧。
对于已经透射通过第一棱镜阵列28并且照到第二棱镜阵列30的光来说，透射通过第二棱镜阵列30而不被第二棱镜阵列30反射的光照到表面光源15的光导板16，并且由 设置在与辐射表面18相对的一侧上的反射膜19反射。所反射的光再次透射通过第二棱镜 阵列30和第一棱镜阵列28，并且辐射至液晶显示器件1侧。对于已经由第二棱镜阵列30反射并且再次照到第一棱镜阵列28的光来说，由第 一棱镜阵列28向背侧(与液晶显示器件1相对的一侧)反射的光再次由第二棱镜阵列30 反射。该光透射通过第一棱镜阵列28并且辐射至液晶显示器件1侧。同样地，对于已经由表面光源15的反射膜19反射的光来说，由第一棱镜阵列28 或第二棱镜阵列30向背侧反射的光由第二棱镜阵列30或反射膜19再次反射。该光透射 通过第二棱镜阵列30和第一棱镜阵列28，并且辐射至液晶显示器件1侧。在这种情况下，从液晶显示器件1侧向反射器27施加的光是圆偏振光121。由反 射器27的第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30反射的光变为包含在平行于棱镜阵列28和 30的棱镜部分29和31的倾斜表面的平面内振动的线偏振光和没有进行任何转换的圆偏振 光的光，并且返回至λ/4延迟板33侧。透射通过棱镜阵列28和30的光变为包含在垂直 于棱镜部分29和31的倾斜表面的平面内振动的线偏振光和没有进行任何转换传播的圆偏 振光的光。包含由反射器27反射的线偏振光和圆偏振光的光照到反射/偏振板32，其中线偏 振光由λ/4延迟板33提供有1/4波长的相位差以变为圆偏振光，并且圆偏振光转换为平 行于反射/偏振板32的反射轴32b的线偏振光。对于照到反射/偏振板32的圆偏振光来 说，平行于反射/偏振板32的透射轴32a的线偏振光分量102透射通过反射/偏振板32 并且再次照到液晶显示器件1。该光分量透射通过液晶显示器件1并且辐射至观察侧。线 偏振光和圆偏振光中的偏振光分量中的照到反射/偏振板32、平行于反射/偏振板32的反 射轴32b的线偏振光103由反射/偏振板32再次反射并且再次照到λ /4延迟板33。由反射/偏振板32反射的线偏振光103由λ /4延迟板33转换圆偏振光122并且 照到反射器27。如图7所示，该光由反射器27反射。如图6所示，所反射的光(包含线偏 振光和圆偏振光的光)照到λ/4延迟板33。已经照到λ/4延迟板33的圆偏振光由λ/4 延迟板33转换为平行于反射/偏振板32的透射轴32a的线偏振光。该光照到反射/偏振 板32并且透射通过反射/偏振板32。已经照到λ/4延迟板33的线偏振光变为圆偏振光。 对于圆偏振光来说，平行于反射/偏振板32的透射轴32a的线偏振光分量透射通过反射/ 偏振板32。透射通过反射/偏振板32的线偏振光104再次照到液晶显示器件1，透射通过 液晶显示器件1并且辐射至观察侧。利用该操作，该液晶显示设备能够有效地反射从观察侧施加并且透射通过液晶显 示器件1的光并且使得所述光再次照到液晶显示器件1。此外，将反射器放置成使得由第一 棱镜阵列和第二棱镜阵列中的至少一个的棱镜部分线状延伸的方向和反射/偏振板的透 射轴限定的角度变为接近45°。利用该布置，由反射器27反射的线偏振光通过λ/4延迟 板33提供有1/4波长的相位差，以便变为圆偏振光。该光照到反射/偏振板32，并且平行 于透射轴32a的线偏振光分量透射通过反射/偏振板32。这能够改进反射显示中的入射光 的使用效率并且执行具有高亮度的反射显示。图8是上述液晶显示设备的透射显示的光束图。在透射显示中，从表面光源15发射的照明光(非偏振光)透射通过反射器27的第二棱镜阵列30和第一棱镜阵列28，并且作为照明光200照到λ /4延迟板33。注意到，从反射器27施加的照明光200包含由第二棱镜阵列30反射以及由表面 光源15的反射膜19反射的光、由第一棱镜阵列28反射而不透射，由表面光源15的反射膜 19反射并且透射通过第二棱镜阵列30的光、以及由第一棱镜阵列28反射，由第二棱镜阵列 30反射并且再次透射通过第二棱镜阵列30的光。透射通过第一棱镜阵列28的照明光200 照到λ /4延迟板33。透射通过反射器27的照明光200透射通过λ /4延迟板33并且照到反射/偏振 板32。对于该光来说，偏振光分量中的平行于反射/偏振板32的透射轴32a的线偏振光 201透射通过反射/偏振板32并且照到液晶显示器件1。然后，该光透射通过液晶显示器 件1并且辐射至观察侧。对于已经照到反射/偏振板32的光来说，偏振光分量中的平行于反射/偏振板 32的反射轴32b的线偏振光202由反射/偏振板32反射，并且由λ /4延迟板33提供有 λ /4波长的相位差，以便变为圆偏振光221。然后，该光照到反射器27。照到反射器27的 圆偏振光变为包含含有没有进行任何转换的圆偏振光和线偏振光并且由反射器27反射的 光。圆偏振光通过λ /4延迟板33转换为平行于反射/偏振板32的透射轴32a的线偏振 光，照到并且透射通过反射/偏振板32。由反射器27反射的线偏振光通过λ /4延迟板33 转换为圆偏振光，并且照到反射/偏振板32。对于照到反射/偏振板32的圆偏振光来说， 平行于反射/偏振板32的透射轴32a的偏振光分量透射通过反射/偏振板32。透射通过 反射/偏振板32的线偏振光203照到液晶显示器件1。然后该光透射通过液晶显示器件1 并且辐射至观察侧。利用该操作，该液晶显示设备能够有效地使得从表面光源15发射的照明光照到 液晶显示器件1。这能够改进透射显示中的照明光的使用效率并且执行具有高亮度的透射显不。在该液晶显示设备中，液晶显示器件1包括彩色滤光器7，所述彩色滤光器7包括 红色滤光器7R、绿色滤光器7G和蓝色滤光器7B。彩色滤光器7具有如下光谱特性在CIE 色度图上，当分别通过红色、绿色和蓝色显示白色时，光的白点的χ坐标值落入x = 0. 280 至0. 320的范围内并且y坐标值落入y = 0. 285至0. 325的范围内，所述光的白点通过混 合分别两次透射通过红色滤光器7R、绿色滤光器7G和蓝色滤光器7B来改变颜色的各个颜 色的光束而获得。在彩色滤光器7的CIE色度图上，能够在通过红色、绿色和蓝色像素显示白色时获 得白点。假设W(X)为通过混合透射通过红色滤光器7R、绿色滤光器7G和蓝色滤光器7B 的各个颜色的光束而获得的混合光的光谱透射率，ΤΕ(λ)是红色滤光器7R的光谱透射率， Tg(A)是绿色滤光器7G的光谱透射率，并且ΤΒ( λ )是蓝色滤光器7Β的光谱透射率，混合 光的光谱透射率W(X)表示为W(X) = TKU)+TGU)+TBU)将在400nm到700nm的可见光波段中的XYZ颜色显示系统中的三刺激值X、Y和Z 表示为

... (1)
... (2)
... (3)在入射光往复透射通过彩色滤光器7时获得的反射显示中，混合光的光谱透射率 W' (λ)表示为 在这种情况下，XYZ颜色显示系统中的三刺激值X、Y和Z表示为
... (4)
... (5)
... (6)CIE色度图上的白点的X坐标值和Y坐标值通过使用三刺激值Χ、Υ和Z的公式(7) 和(8)来表示 彩色滤光器7的CIE色度图上的白点的X坐标值和Y坐标值能够通过基于公式 (4)到(6)给出的值X、Y和Z的公式(7)和(8)获得。也就是说，彩色滤光器7的各个颜色的滤光器7R、7G和7B具有如下光谱特性当 通过红色、绿色和蓝色像素显示白色时，通过平方红色滤光器7R、绿色滤光器7G和蓝色滤 光器7B的光谱透射率TKU)、TeU)的光谱分布曲线的积分值获得的白点的X 坐标值和Y坐标值分别落入χ = 0. 280到0. 320的范围内以及y = 0. 285到0. 325。图9示出了在CIE色度图上通过混合往复透射通过本实施例中的彩色滤光器7而 改变颜色的光束获得的光的白点50w以及与之对比的光的白点51w，光的白点51 通过混合 往复透射通过设置用于常规反射/透射型液晶显示设备中的液晶显示器件的彩色滤光器 而改变颜色的光束获得。往复透射通过本实施例中的彩色滤光器7而改变颜色的光的白点 50 落入x = 0. 280到0. 320的范围内以及y = 0. 285到0. 325 (在图9中，χ = 0. 297和 y = 0. 308)并且接近非彩色点(achromatic color) W(χ = 0. 310 和 y = 0. 317)。与此相 反，往复透射通过常规彩色滤光器而改变颜色的光的白点51w比本实施例中的白点50 更远 离非彩色点W。图10示出了在使用具有上述实施例的彩色滤光器7的液晶显示器件的液晶显示 设备和常规反射/透射型液晶显示设备的反射显示中CIE色度图上的白点。当将滤光器7 的各个颜色的滤光器7R、7G和7B的光谱特性设置成使得往复透射通过各个颜色的滤光器 7R、7G和7B的各个颜色的光束的混合颜色光的白点表示为x = 0. 297m和y = 0. 308时，获 得该实施例中的液晶显示设备的白点60w。如图10所示，上述实施例的液晶显示设备的反射显示中的白点60w表示为χ =0. 305和y = 0. 318，这比常规反射/透射型液晶显示设备的反射显示中的白点61w更接近 非彩色点W。因此能够通过反射显示来显示高质量的彩色图像。在上述实施例中的液晶显示设备中，彩色滤光器7优选具有如下光谱特性在CIE 色度图上，光的白点的X坐标值和Y坐标值表示为X = O. 295到0. 305，以及y = 0. 305到 0. 325，所述光的白点通过混合往复透射通过各个颜色的滤光器7R、7G和7B的各个颜色的 光束而获得。这允许反射显示中的白点60 更接近非彩色点W，使得通过反射显示来显示高 质量的彩色图像。另外，在该液晶显示设备中，当表面光源15的发光元件20中的每一个包括通过在 蓝光LED的辐射侧上设置荧光层获得伪白光发光元件时，即使在透射显示中能够显示其中 通过红色、绿色和蓝色像素的白色显示接近非彩色的高质量的彩色图像，其中所述荧光层 发射通过从发射蓝光的蓝光发光二极管(在下文中将被称为蓝光LED)发射的光激发的红 色荧光和绿色荧光。图11是发光元件20的放大截面图。通过在箱状外壳21的内底部表面的中央部 分放置蓝光LED 22以及利用荧光层(在下文中被称为红色/绿色荧光层)23填充外壳21 来形成发光元件20，所述箱状外壳21由树脂模制制成并且具有一个开口表面，所述荧光层 23通过在诸如透明树脂元件的透明元件24中以预定的比例散布精细的红色荧光颗粒25和 精细的绿色荧光颗粒26来获得。伪白光发光元件20辐射伪白光，所述伪白光包括由蓝光LED 22发射的蓝光以及 由荧光层23中的精细红色荧光颗粒25和精细绿色荧光颗粒26发射的红色荧光和绿色荧光。注意到，伪白光发光元件20并不限于图11中所示的布置。例如，可以通过在蓝光 LED 22的辐射侧上堆叠红色荧光层和绿色荧光层来形成，所述红色荧光层通过在透明元件 中散布红色荧光颗粒获得，所述绿色荧光层通过在透明元件中散布绿色荧光颗粒获得。图12是分别由具有设置在蓝光LED 22的辐射侧上的红色/绿色荧光层23的伪 白光发光元件(在下文中被称为本实施例的伪白光发光元件)20、具有设置在蓝光LED的辐 射侧上的黄色荧光层的伪白光发光元件(在下文中被称为常规伪白光发光元件)、以及包 括红光、绿光和蓝光LED的发光元件(在下文中被称为原色发光元件)发射的光束的光谱 分布图。参考图12，附图标记20a代表由本实施例的伪白光发光元件20发射的光的光谱分 布；20b代表由常规伪白光发光元件发射的光的光谱分布；以及20c代表由原色发光元件发 射的光的光谱分布。如图12所示，与具有设置在蓝光LED的辐射侧上的黄色荧光层的常规伪白光发光 元件发射光强度峰值在450nm到470nm以及530nm到560nm的两个波段的伪白光不同，本 实施例中具有设置在蓝光LED 22的辐射侧上的红色/绿色荧光层23的伪白光发光元件20 发射光强度峰值在450nm到470nm、520nm到550nm以及620nm到650nm三个波段的伪白光。因此，上述实施例中的伪白光发光元件20能够发射光谱分布类似于由包括红光、 绿光和蓝光LED的原色发光元件发射的光的光谱分布的伪白光，即使所述元件包括单色 LED。伪白光发光元件20优选地发射光强度峰值在465士 lOnm、535士 IOnm以及635士 IOnm 波长处的伪白光。图13示出了上述实施例的液晶显示设备、根据对比示例1的液晶显示设备以及根据对比示例2的液晶显示设备的透射显示中的CIE色度图上的白点，上述实施例的液晶显 示设备中的表面光源15包括具有设置在蓝光LED 22的辐射侧上的红色/绿色荧光层23的 伪白光发光元件20，对比示例1的液晶显示设备中的表面光源15包括具有设置在蓝光LED 的辐射侧上的黄色荧光层的常规伪白光发光元件，对比示例2的液晶显示设备中的表面光 源15包括具有红光、绿光和蓝光LED的原色发光元件。注意到，在这些显示设备的每一个当中，设置液晶显示器件1的彩色滤光器7的各 个颜色的滤光器的光谱特性，使得往复透射通过各个颜色的滤光器而改变颜色的光的白点 50w表示为x = 0. 297和y = 0. 308。在这些设备中，反射显示的颜色质量接近相同。
如图13所示，上述实施例的液晶显示设备的液晶显示器件1的透射显示中的白点 70w表示为x = 0. 299和y = 0. 292。对比示例1的液晶显示设备的透射显示中的白点71w 表示为x = 0. 275和y = 0. 253，并且对比示例2的液晶显示设备的透射显示中的白点72w 表示为 x = 0. 302 和 y = 0. 306。也就是说，上述实施例的液晶显示设备的透射显示中的白点70w比对比示例1的 液晶显示设备的透射显示中的白点71 更接近非彩色点W。因此，该设备能够与对比示例2 的液晶显示设备几乎以相等质量显示高质量的彩色图像。另外，在液晶显示器件1和反射/偏振板32之间，上述实施例的液晶显示设备包 括其雾度值在55%到85%的第一漫射层。这能够防止由于反射器27的第一棱镜阵列28 的棱镜部分29和第二棱镜阵列30的棱镜部分31的间距和液晶显示器件1的像素的布置 间距之间的差异引起的摩尔条纹的发生，从而进一步改善反射显示和透射显示的质量。第 一漫射层34的雾度值优选为55%到85%，更优选为80%。这能够进一步有效地减小摩尔 条纹的发生。此外，在表面光源15和反射器27之间，上述实施例的液晶显示设备包括其雾度值 为20%到50%的第二漫射层35。这允许来自表面光源15的照明光以均勻的亮度分布照到 液晶显示器件1，执行高质量的透射显示而没有任何亮度不均勻。注意到，上述实施例的液晶显示设备包括TN液晶显示器件1。然而，将使用的液晶 显示器件并不限于TN型。例如，可以使用STN液晶显示器件，其中以180°到270°的扭曲 角扭曲/对准一对基板之间的液晶分子。此外，可以使用垂直对准型液晶显示器件，其中相 对于基板表面几乎垂直对准液晶分子。此外，可以使用非扭曲水平对准型液晶显示器件，其 中液晶分子几乎平行于基板表面对准在一个方向上对准的分子长轴。此外，可以使用弯曲 对准型液晶显示器件，其中液晶分子弯曲/对准。或者，可以使用铁电或反铁电液晶显示器 件。上述液晶显示器件并不限于具有设置于一对基板的内表面上的电极以形成像素 的这种，例如，可以使用横向电场控制型液晶显示器件，其中用于形成像素的第一电极被设 置在一对基板的内表面中的一个上，具有与第一电极绝缘的细长电极部分的第二电极被设 置在比第一电极更接近液晶层的一侧上，并且在所述电极之间产生横向电场(沿着基板表 面的方向上的电场)。在上述实施例的液晶显示设备中，反射器27包括第一棱镜阵列28和第二棱镜阵 列30。然而，反射器27可以仅仅包括第一棱镜阵列28和第二棱镜阵列30中的一个。此 夕卜，将使用的棱镜阵列可以是在行和列方向上具有四角锥形式的棱镜的那种。
如上所述，根据本发明的液晶显示设备包括液晶显示器件、表面光源和反射器。所 述液晶显示器件包括一对相对基板；电极，所述电极设置在该对基板的相对内表面中的至 少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制光的透射；液晶层，所述液晶 层密封在该对基板之间；以及一对偏振板，所述一对偏振板分别放置在该对基板的外表面 上。所述表面光源放置在与液晶显示器件的观察侧相对的一侧上并且向液晶显示器件施加 照明光。所述反射器放置在液晶显示器件和表面光源之间，包括其上形成有棱镜部分的棱 镜阵列，并且通过所述棱镜阵列向液晶显示器件反射来自观察侧、透射通过液晶显示器件 的入射光。 在所述液晶显示设备中，优选地，棱镜阵列包括棱镜部分，所述棱镜部分设置在面 向液晶显示器件的表面上以便形成凹槽和凸起，并且通过在其上形成凹槽和凸起的表面处 的反射来反射来自观察侧的入射光。优选地，棱镜阵列包括透明的片状元件和形成在片状 元件的面向液晶显示器件的表面上的棱镜部分。此外，优选地，反射器包括具有棱镜部分的 阵列的棱镜阵列，每个所述棱镜部分具有等腰三角形截面形状，所述等腰三角形截面形状 具有相对于液晶显示器件的法向成相同倾斜角和相同长度的两边。在这种情况下，期望棱 镜阵列包括如下所述的棱镜部分每个棱镜部分具有等腰三角形形状，所述等腰三角形的、 由与液晶显示器件的法向相交的两个边限定的顶角落入80°到100°的范围内。在所述液晶显示设备中，优选地，所述反射器包括第一棱镜阵列和第二棱镜阵列， 在所述第一棱镜阵列上彼此平行地形成线状的棱镜部分，所述第二棱镜阵列放置在所述第 一棱镜阵列的面向液晶显示器件和表面光源的其中之一的表面侧上，并且在所述第二棱镜 阵列上彼此平行地形成基本垂直于所述第一棱镜阵列的棱镜部分的线状的棱镜部分。在这 种情况下，期望所述设备还包括反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在所述液晶显示器件 和反射器之间，并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的透射轴以及反射另一个 线偏振光分量的反射轴，其中，所述透射轴平行于在与液晶显示器件的观察侧相对的一侧 上的偏振板的透射轴，并且放置所述反射器，使得由所述第一和第二棱镜阵列中的至少一 个的棱镜部分线状延伸的方向和所述反射/偏振板的透射轴限定的角度基本为45°。优选地，所述液晶显示设备还包括反射/偏振板和λ/4延迟板。所述反射/偏振 板放置在液晶显示器件和反射器之间，并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的 透射轴以及反射另一个线偏振光分量的反射轴，其中，所述透射轴平行于在与液晶显示器 件的观察侧相对的一侧上的偏振板的透射轴。所述λ/4延迟板放置在所述反射/偏振板 和反射器之间，并且在透射光的寻常光和非寻常光之间提供1/4波长的相位差。在这种情 况下，期望所述设备还包括漫射层，所述漫射层放置在液晶显示器件和反射/偏振板之间 并且具有55%到85%的雾度值。此外，在所述液晶显示设备中，优选地，所述液晶显示器件包括彩色滤光器，所述 彩色滤光器具有针对对应于电极的像素中的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器。所述 彩色滤光器具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色时，在CIE色度图 上，光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和0. 285到0. 325的范围 内，所述光的白点通过混合分别两次透射通过红色、绿色和蓝色滤光器中的每一个而改变 颜色的所述各个颜色的光束获得。在这种情况下，期望所述液晶显示器件包括彩色滤光器， 所述彩色滤光器具有针对对应于电极的像素中的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器，所述彩色滤光器具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色时，各个颜色的 光束的混合光的白点的X坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和0. 285到0. 325 的范围内，所述χ坐标值和y坐标值各通过平方分别一次透射通过红色、绿色和蓝色滤光器 中的每一个的光的光谱分布曲线的积分值获得。期望红色、绿色和蓝色滤光器具有如下光 谱特性在CIE色度图上，混合光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 295到0. 305的范围 内和0. 305到0. 325的范围内，所述混合光的白点通过混合分别往复透射通过红色、绿色和 蓝色滤光器中的每一个而改变颜色的各个颜色的光束获得。此外，期望表面光源包括具有 荧光层的伪白光发光元件，所述荧光层发射红色荧光和绿色荧光并且设置在蓝光发光二极 管的辐射侧上。优选地，所述伪白光发光元件发射光强度峰值分别在450nm到470nm、520nm 到550nm以及620nm到650nm波段的伪白光。更优选地，所述伪白光发光元件发射光强度 峰值在465士 10nm、535士 IOnm和635士 IOnm的波长处的伪白光。根据本发明的液晶显示设备包括液晶显示器件、表面光源和反射器。所述液晶显 示器件包括一对相对基板；电极，所述电极设置在该对基板的相对内表面中的至少一个上 并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制光的透射；彩色滤光器，所述彩色滤光 器包括针对对应于所述电极的像素中的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器并且具有如 下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色时，在CIE色度图上，光的白点的χ坐 标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和0. 285到0. 325的范围内，所述光的白点 通过混合分别两次透射通过红色、绿色和蓝色滤光器中的每一个而改变颜色的各个颜色 的光束获得；液晶层，所述液晶层密封在该对基板之间；以及一对偏振板，所述一对偏振板 分别放置在该对基板的外表面上。所述表面光源放置在与液晶显示器件的观察侧相对的 一侧上，并且向所述液晶显示器件施加照明光，所述照明光包括光强度峰值在465士 lOnm、 535士 IOnm和635士 IOnm的波长处的伪白光。所述反射器放置在所述液晶显示器件和表面 光源之间，包括其上形成有棱镜部分的棱镜阵列，并且通过所述棱镜阵列向液晶显示器件 反射来自观察侧、透射通过所述液晶显示器件的入射光。在所述液晶显示设备中，优选地，所述反射器包括其上形成有棱镜部分的棱镜阵 列，其中，每个棱镜部分具有等腰三角形截面形状，所述等腰三角形截面形状具有相对于液晶显示器件的法向成相同倾斜角和相同长度的两边，由与法向相交的两个边限定的顶角落 入80°到100°的范围内，并且所述顶角面向液晶显示器件。在这种情况下，期望所述设备 还包括反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在液晶显示器件和反射器之间，并且具有透 射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的透射轴以及反射另一个线偏振光分量的反射轴，其 中，所述透射轴平行于在与所述液晶显示器件的观察侧相对的一侧上的偏振板的透射轴， 并且所述反射器包括第一棱镜阵列和第二棱镜阵列，在所述第一棱镜阵列上彼此平行地形 成线状的棱镜部分，所述第二棱镜阵列放置在所述第一棱镜阵列的面向液晶显示器件和表 面光源的其中之一的表面侧上，并且在所述第二棱镜阵列上彼此平行地形成基本垂直于所 述第一棱镜阵列的棱镜部分的线状的棱镜部分。此外，根据本发明的液晶显示设备包括液晶显示器件、表面光源、反射/偏振板、 λ/4延迟板以及反射器。所述液晶显示器件包括一对相对基板；电极，所述电极设置在该 对基板的相对内表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制 光的透射；彩色滤光器，所述彩色滤光器包括针对对应于所述电极的像素中的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器并且具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色时，在CIE色度图上，混合光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和 0. 285到0. 325的范围内，所述混合光的白点通过混合分别两次透射通过红色、绿色和蓝色 滤光器中的每一个而改变颜色的各个颜色的光束获得；液晶层，所述液晶层密封在该对基 板之间；以及一对偏振板，所述一对偏振板分别放置在该对基板的外表面上。所述表面光源 放置在与液晶显示器件的观察侧相对的一侧上，并且向所述液晶显示器件施加照明光，所 述照明光包括光强度峰值在465士 10nm、535士 IOnm以及635士 IOnm的波长处的伪白光。所 述反射/偏振板放置在所述液晶显示器件和所述表面光源之间，并且具有透射彼此垂直的 线偏振光分量中的一个的透射轴以及反射另一个线偏振光分量的反射轴，其中，所述透射 轴平行于在与所述液晶显示器件的所述观察侧相对的一侧上的偏振板的透射轴。所述λ /4 延迟板放置在所述反射/偏振板和所述反射器之间，并且在透射光的寻常光和非寻常光之 间提供1/4波长的相位差。所述反射器包括第一棱镜阵列和第二棱镜阵列，所述第一棱镜 阵列被放置在所述反射/偏振板和所述表面光源之间，并且在所述第一棱镜阵列上彼此平 行地形成线状的棱镜部分，所述第二棱镜阵列放置在所述第一棱镜阵列的面向所述液晶显 示器件和所述表面光源的其中之一的表面侧上，并且在所述第二棱镜阵列上彼此平行地形 成基本垂直于所述第一棱镜阵列的所述棱镜部分的线状的棱镜部分，将所述第一和第二棱 镜阵列中的至少一个的所述棱镜部分线状延伸的方向设置成相对于所述反射/偏振板的 透射轴以基本45°，并且通过所述棱镜阵列向所述液晶显示器件反射来自所述观察侧、透 射通过所述液晶显示器件的入射光。 在所述液晶显示设备中，优选地，所述反射器的所述第一和第二棱镜阵列包括其 上形成有多个棱镜部分的棱镜阵列，每个棱镜部分具有等腰三角形截面形状，所述等腰三 角形截面形状具有相对于所述液晶显示器件的法向具有相同倾斜角和相同长度的两边。
权利要求
一种液晶显示设备，包括液晶显示器件(1)，所述液晶显示器件(1)包括一对相对基板(2，3)、设置在该对基板(2，3)的相对内表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对准状态来控制光的透射的电极、密封在该对基板(2，3)之间的液晶层(11)以及分别放置在该对基板(2，3)的外表面上的一对偏振板(12，13)；表面光源(15)，所述表面光源(15)放置在与所述液晶显示器件(1)的观察侧相对的一侧上并且向所述液晶显示器件(1)施加照明光；以及反射器(27)，放置在所述液晶显示器件(1)和所述表面光源(15)之间，所述反射器(27)包括其上形成有棱镜部分的棱镜阵列，并且通过所述棱镜阵列朝向所述液晶显示器件(1)反射来自所述观察侧、透射通过所述液晶显示器件(1)的入射光。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述棱镜阵列包括棱镜部分，所述棱镜部分设置 在面向所述液晶显示器件(1)的表面上以便形成凹槽和凸起，并且通过其上形成所述凹槽 和凸起的所述表面处的反射来反射来自所述观察侧的所述入射光。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述棱镜阵列包括透明的片状元件和形成在所 述片状元件的面向所述液晶显示器件(1)的表面上的棱镜部分。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反射器(27)包括具有棱镜部分的阵列的棱 镜阵列，每个棱镜部分具有等腰三角形截面形状，所述等腰三角形截面形状具有相对于所 述液晶显示器件(1)的法向成相同倾斜角和相同长度的两边。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述棱镜阵列包括棱镜部分，每个棱镜部分具有 等腰三角形截面形状，所述等腰三角形截面形状的、由与所述液晶显示器件(1)的所述法 向相交的两边限定的顶角落入80°到100°的范围内。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反射器(27)包括第一棱镜阵列(28)和第二 棱镜阵列(30)，在所述第一棱镜阵列(28)上彼此平行地形成线状的棱镜部分(29)，所述第 二棱镜阵列(30)放置在所述第一棱镜阵列(28)的面向所述液晶显示器件(1)和所述表面 光源(15)的其中之一的表面侧上，并且在所述第二棱镜阵列(30)上彼此平行地形成基本 垂直于所述第一棱镜阵列(28)的所述棱镜部分(29)的线状的棱镜部分(31)。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在所述液 晶显示器件(1)和所述反射器(27)之间，并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个 的透射轴以及反射另一个线偏振光分量的反射轴，其中，所述透射轴平行于在与所述液晶 显示器件(1)的所述观察侧相对的一侧上的偏振板的透射轴，并且其中放置所述反射器(27)，使得由所述第一和第二棱镜阵列(28，30)中的至少一个的所述 棱镜部分(29，31)线状延伸的方向和所述反射/偏振板的所述透射轴限定的角度基本为 45°。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在所述液晶显示器件(1)和所述反射器(27)之 间，并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的透射轴以及反射另一个线偏振光分 量的反射轴，其中，所述透射轴平行于在与所述液晶显示器件(1)的所述观察侧相对的一 侧上的偏振板的透射轴；以及λ/4延迟板，所述λ/4延迟板放置在所述反射/偏振板和所述反射器(27)之间，并且在透射光的寻常光和非寻常光之间提供1/4波长的相位差。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括漫射层，所述漫射层放置在所述液 晶显示器件(1)和所述反射/偏振板之间并且具有55%到85%的雾度值。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述液晶显示器件(1)包括彩色滤光器，所述彩 色滤光器具有针对对应于所述电极的像素中的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器，所 述彩色滤光器具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色时，在CIE色度图 上，光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和0. 285到0. 325的范 围内，所述光的白点通过混合分别两次透射通过红色、绿色和蓝色滤光器中的每一个而改 变颜色的各个颜色的光束获得。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述液晶显示器件(1)包括彩色滤光器，所述 彩色滤光器具有针对对应于所述电极的像素中的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器， 所述彩色滤光器具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色像素显示白色时，所述各个颜 色的光束的混合光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的范围内和0. 285到 0. 325的范围内，所述χ坐标值和y坐标值各通过平方分别一次透射通过所述红色、绿色和 蓝色滤光器中的每一个的光的光谱分布曲线的积分值获得。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述红色、绿色和蓝色滤光器具有如下光谱特 性在CIE色度图上，混合光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 295到0. 305的范围内和 0. 305到0. 325的范围内，所述混合光的白点通过混合分别往复透射通过红色、绿色和蓝色 滤光器中的每一个而改变颜色的所述各个颜色的光束获得。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述表面光源(15)包括具有荧光层的伪白光 发光元件，所述荧光层发射红色荧光和绿色荧光并且设置在蓝光发光二极管的辐射侧上。
14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述伪白光发光元件发射光强度峰值分别在 450nm到470nm、520nm到550nm以及620nm到650nm波段的伪白光。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述伪白光发光元件发射光强度峰值在 465士 10nm、535士 IOnm以及635士 IOnm的波长处的伪白光。
16.一种液晶显示设备，包括液晶显示器件(1)，所述液晶显示器件(1)包括一对相对基板(2，3)；电极，所述电极设 置在该对基板(2，3)的相对内表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对 准状态来控制光的透射；彩色滤光器，所述彩色滤光器包括针对对应于所述电极的像素中 的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器并且具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色 像素显示白色时，在CIE色度图上，光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320的 范围内和0. 285到0. 325的范围内，所述光的白点通过混合分别两次透射通过红色、绿色和 蓝色滤光器中的每一个而改变颜色的所述各个颜色的光束获得；液晶层，所述液晶层密封 在该对基板(2，3)之间；以及一对偏振板(12，13)，所述一对偏振板(12，13)分别放置在该 对基板(2，3)的外表面上；表面光源(15)，所述表面光源(15)放置在与所述液晶显示器件(1)的观察侧相 对的一侧上，并且向所述液晶显示器件(1)施加照明光，所述照明光包括光强度峰值在 465士 10nm、535士 IOnm以及635士 IOnm的波长处的伪白光；以及反射器(27)，放置在所述液晶显示器件(1)和表面光源(15)之间，所述反射器(27)包括其上形成有棱镜部分的棱镜阵列，并且通过所述棱镜阵列朝向所述液晶显示器件(1)反 射来自所述观察侧、透射通过所述液晶显示器件(1)的入射光。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述反射器(27)包括其上形成有棱镜部分的 棱镜阵列，其中每个棱镜部分具有等腰三角形截面形状，所述等腰三角形截面形状具有相 对于所述液晶显示器件(1)的法向成相同倾斜角和相同长度的两边，由与所述法向相交的 两边限定的顶角落入80°到100°的范围内，并且所述顶角面向所述液晶显示器件(1)。
18.根据权利要求16所述的设备，还包括反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在所述 液晶显示器件(1)和所述反射器(27)之间，并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一 个的透射轴以及反射另一个线偏振光分量的反射轴，其中所述透射轴平行于在与所述液晶 显示器件(1)的所述观察侧相对的一侧上的偏振板的透射轴，并且其中所述反射器(27)包括第一棱镜阵列(28)和第二棱镜阵列(30)，在所述第一棱镜阵列 (28)上彼此平行地形成线状的棱镜部分(29)，所述第二棱镜阵列(30)放置在所述第一棱 镜阵列(28)的面向所述液晶显示器件(1)和所述表面光源(15)的其中之一的表面侧上， 并且在所述第二棱镜阵列(30)上彼此平行地形成基本垂直于所述第一棱镜阵列(28)的所 述棱镜部分(29)的线状的棱镜部分(31)。
19.一种液晶显示设备，包括液晶显示器件(1)，所述液晶显示器件(1)包括一对相对基板(2，3)；电极，所述电极设 置在该对基板(2，3)的相对内表面中的至少一个上并且通过施加电压改变液晶分子的对 准状态来控制光的透射；彩色滤光器，所述彩色滤光器包括针对对应于所述电极的像素中 的每一个形成的红色、绿色和蓝色滤光器并且具有如下光谱特性当使用红色、绿色和蓝色 像素显示白色时，在CIE色度图上，混合光的白点的χ坐标值和y坐标值落入0. 280到0. 320 的范围内和0. 285到0. 325的范围内，所述混合光的白点通过混合分别两次透射通过红色、 绿色和蓝色滤光器中的每一个而改变颜色的所述各个颜色的光束获得；液晶层(11)，所述 液晶层(11)密封在该对基板(2，3)之间；以及一对偏振板(12，13)，所述一对偏振板(12， 13)分别放置在该对基板(2，3)的外表面上；表面光源(15)，所述表面光源(15)放置在与所述液晶显示器件(1)的观察侧相 对的一侧上，并且向所述液晶显示器件(1)施加照明光，所述照明光包括光强度峰值在 465士 10nm、535士 IOnm以及635士 IOnm的波长处的伪白光；反射/偏振板，所述反射/偏振板放置在所述液晶显示器件(1)和所述表面光源(15) 之间，并且具有透射彼此垂直的线偏振光分量中的一个的透射轴以及反射另一个线偏振光 分量的反射轴，其中，所述透射轴平行于在与所述液晶显示器件(1)的所述观察侧相对的 一侧上的偏振板的透射轴；λ/4延迟板，所述λ/4延迟板放置在所述反射/偏振板和所述反射器(27)之间，并且 在透射光的寻常光和非寻常光之间提供1/4波长的相位差；以及反射器(27)，所述反射器(27)包括第一棱镜阵列(28)和第二棱镜阵列(30)，所述第 一棱镜阵列(28)放置在所述反射/偏振板和所述表面光源(15)之间，并且在所述第一棱 镜阵列(28)上彼此平行地形成线状的棱镜部分(29)，所述第二棱镜阵列(30)放置在所述 第一棱镜阵列(28)中的面向所述液晶显示器件(1)和所述表面光源(15)的其中之一的表 面侧上，并且在所述第二棱镜阵列(30)上彼此平行地形成基本垂直于所述第一棱镜阵列(28)的所述棱镜部分(29)的线状的棱镜部分(31)，将所述第一和第二棱镜阵列(28，30) 中的至少一个的所述棱镜部分(29，31)线状延伸的方向设置为相对于所述反射/偏振板的 所述透射轴成基本45°，并且通过所述棱镜阵列朝向所述液晶显示器件(1)反射来自所述 观察侧、透射通过所述液晶显示器件(1)的入射光。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述反射器(27)的所述第一和第二棱镜阵列(28，30)包括其上形成有多个棱镜部分 (29,31)的棱镜阵列，每个所述棱镜部分(29，31)具有等腰三角形截面形状，所述等腰三角 形截面形状具有相对于所述液晶显示器件(1)的法向成相同倾斜角和相同长度的两边。
全文摘要
一种液晶显示设备，包括液晶显示器件(1)、放置在与所述液晶显示器件(1)的观察侧相对的一侧上的表面光源(15)、以及放置在所述液晶显示器件(1)和所述表面光源(15)之间的反射器(27)。所述反射器(27)包括在透明片状元件的一个表面上形成有棱镜部分(29，31)的棱镜阵列，并且通过所述棱镜阵列向所述液晶显示器件(1)反射从所述观察侧进入并且透射通过所述液晶显示器件(1)的光。
文档编号G02F1/13357GK101842739SQ200880114160
公开日2010年9月22日 申请日期2008年4月21日 优先权日2007年12月27日
发明者小林君平, 荒井则博 申请人:卡西欧计算机株式会社