前方照明装置和具备该装置的反射型液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及前方照明装置和具备该装置的反射型液晶显示装置，该前方照明装置具有光源和光导体，用于对反射型液晶显示装置等全体照明，光导体具有光源光入射面、向被照明物放射光的第１放射面和放射被照明物反射光第２放射面，将该第２放射面形成由倾斜部和平坦部交替相连而成阶梯状，第１放射面向被照明物放射的光源光被照明物反射，该反射光通过上述平坦部到达观察者侧，上述光源光中平行于平坦部的光由倾斜部反射并向被照明物照射，具有可提供光源光利用率高等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及前方照明装置，该装置配置在被照明物和观察者之间、将光照射到被照明物上、同时必需让反射光通过，使观察者能辨认被照明物的反射光、以及具备该前方照明装置作为辅助光源的反射型液晶显示装置。
技术介绍
液晶显示装置与称为阴极射线管(CRTCathode Ray Tube)、等离子显示板(PDPPlasma Display Panel)或电致发光器(ELElectro Luminescence)等其他显示器不同，液晶本身不发光，通过调节特定光源光的透射光量来显示出文字或图象。传统的液晶显示装置(以下称LCD)可大致分为透射型LCD和反射型LCD。透射型LCD在液晶管的背面配置作为光源(后灯)的荧光管、EL等的面发光光源。另外，反射型LCD由于利用周围光进行显示，不需要后照明，具有消耗电力少的优点。还有，在有直射日光照射那样非常明亮的场所，相对发光型显示器或透射型LCD的显示几乎看不见的情形来说，而在反射型LCD上却显示更鲜明。因此，反射型LCD适用于近年来需求越来越盛的便携式信息终端及移动式计算机。但是，反射型LCD存在如下的问题。由于反射型LCD利用周围光，显示亮度依赖于周围环境的程度非常高。因此，尤其是在夜间、也可能显示完全无法辨认。尤其在为了彩色化而使用彩色滤色镜的反射型LCD及使用偏振光板的反射型LCD，上述问题就更突出，在周围光不足够的场合有必要具备辅助照明。然而，由于反射型LCD在液晶管的背面设置反射板，不是象透射型LCD那样使用后照明。也曾提出使用半透半反镜作为反射板，被称为半透射型LCD的装置的方案，其显示特性最终成为既非透射型也非反射型结构被认为难以实用化。因此，周围不明亮场所、以往就提出作为反射型LCD的辅助照明，在液晶管前面配置前照明系统的提案。此前照明系统一般具有光导体和配置在光导体侧面的光源。从光导体侧面入射的光源光在光导体内部通过，因光导体表面的形状而反射、向液晶管一侧放射。放射的光一边经液晶管透射一边根据显示信息进行调光，然后用配置在液晶管背面侧的反射板进行反射。该反射光再次经光导体透射向观察者一侧放射。因此，即使周围光量不充足时，观察者也能识别显示。此外，这样的前照明例如日本专利特开平5-158034号公报、SID文摘P.375(1995)等上所揭示。现照参后述图51对在SID文摘P.375(1995)上揭示的前照明系统的工作原理作简单的说明。在上述前照明系统中，将具有由平坦部101a和倾斜部101b形成的界面101的光导体104的一侧面作为光源106的入射光的入射面105。也就是说，将光源106配置在面对光导体104的入射面105的位置。在从光源106通过入射面105射入光导体104的光中，一部分按直线走一部分对光导体104与其周围介质的界面101、108入射。当光导体104的周围介质为空气，光导体104的折射率约为1.5，由斯耐尔(snell)法则(式1)可知，相对界面101、108的入射角约为41.8°以上的光在界面101、108上产生全反射。n1·sinθ1＝n2·sinθ2θc＝arc sin(n2/n1)……(式1)式中，n1-第1介质(光导体104)的折射率、n2-第2介质(空气)的折射率、θ1-从光导体104向界面101的入射角、θ2-从界面101向第2介质的放射角、θc-临界角。在向界面101、108射入的光中，使在作为反射面的倾斜部101b上全反射的光和在界面108上全反射后在界面101的倾斜部101b上反射的光向液晶管110射入。入射液晶管110的光经未图示的液晶层调光后，由设置在液晶管110背面上的反射板111反射，再次射入光导体104并通过平坦部101a，向观察者109侧放射。此外，从光源106通过入射面105、不经倾斜部101b而射入平坦部101a的光，在界面101与界面108之间，反复全反射进行传播直至到达倾斜部101b。另外，把从观察者109一侧看到的倾斜部的面积形成与平坦部101a的面积相比十分小。上述传统的前照明系统，在其结构上存在以下的问题。(1)如图52所示，存在即使经反复全反射也不能到达倾斜部101b的光以及使对入射面105大致垂直入射的光成为从面对入射面105的面107向光导体104的外面放射的光114，不能用于显示。即，光的利用率降低。(2)由倾斜部101b和平坦部101a构成的界面101的形状，恰似将棱镜板的顶点削平的形状，如图52所示，使周围光115容易向观察者109一侧反射，使显示级别降低。这些问题与传统前照明系统中存在的大体相同。因此，即使采用这样的前照明系统，也不能以充足的光量对被照明物(反射型LCD等)照明。因此，要求提高前照明系统的光源光的利用率。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题，目的在于提供能提高光源光的利用率、同时能均匀且更明亮地对被照明物照明的前方照明装置和具备该前方照明装置的反射型液晶显示装置。为解决上述问题的本专利技术前方照明装置具有光源和配置在被照明物前方的光导体，上述光导体具有使光源光入射的入射面、向被照明物放射光的第1放射面、面对上述第1放射面放射被照明物反射光的第2放射面，同时上述第2放射面由主要将光源光向第1放射面反射的倾斜面和主要让被照明物反射光通过的平坦部相互交替相连而成阶梯状。在上述结构中，从第1放射面向被照明物放射照明光，使被照明物的反射光从上述第1放射面再次返回到光导体内，通过第2放射面的平坦部并到达观察者一侧。将上述光导体的面对第1放射面的第2放射面形成由倾斜部和平坦部相互交替相连的阶梯状，进而，由于位于平坦部与平坦部之间的倾斜部主要将光源光向第1放射面反射，成为在光源的入射光中，与平坦部平行光的全部由上述倾斜面反射后、从第1放射面向被照明物照射。据此，当与具有形成大致平板状的光导体的传统结构相比较，在本专利技术的前方照明装置中，平行于平坦部行进的光不向光导体外泄漏、而向被照明物照射。因此，可提供光源光的利用率高、更明亮的前方照明装置。为解决上述问题的前方照明装置。进而将上述光导体作为第1光导体以及还具有使上述第1放射面的放射光的亮度分布均匀化的第2光导体。在上述结构中，由于将第1光导体形成阶梯状，使从第2放射面的倾斜部至第1放射面的距离，与离开光源的距离成比例地减小。因此，从第1放射面放射的光的亮度分布不均匀。在上述结构中，通过具有第2光导体，能使向被照明物的放射光的亮度分布平均化。其结果，可提供作为亮度均匀的面光源的前方照明装置。为解决上述问题的前方照明装置，进而具有使第2放射面平坦部放射光和倾斜部放射光的放射方向一致的光学补偿板。在上述结构中，由于将第2放射面形成由平坦部和倾斜部相互交替相连的阶梯状、成为使从第1放射面向光导体入射、由被照明物反射的光分别从第2放射面的平坦部和倾斜向以不同方向放射，从而可能导致被照明物的图象产生模糊。因此，通过具有使第2放射面平坦部的放射光和倾斜部的放射光的放射方向一致的光学补偿板，可获得被照明物的鲜明的图象。为解决上述问题前方照明装置，进而在光源与入射面之间具有限制光源光散射的棱镜板和散射板等。在上述结构中，光源的光主要由第2放射面的倾斜部反射，然而，因倾斜部上不是全反射、为了减少向光导体外部泄漏的成分，最好使光源光具有一定程度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前方照明装置，具有光源和配置在被照明物前方的光导体，其特征在于，上述光导体具有使光源光入射的入射面、向被照明物放射光的第１放射面、与上述第１放射面面对面、将来自被照明物的反射光放射的第２放射面，上述第２放射面具有主要将来 自光源的光向第１放射面反射的第１部位和主要让来自被照明物的反射光透射的第１部位交替配置的形状，上述第１部位对着上述第１放射面向同一方向倾斜，上述第１放射面与上述第２放射面的各个第１部位之间的距离大致均匀。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泽山丰，角田行広，增田岳志，海老毅，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]