CN1126982C - 前方照明装置和具备该装置的反射型液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及前方照明装置,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。
背景技术
液晶显示装置与称为阴极射线管(CRT:Cathode Ray Tube)、等离子显示板(PDP:Plasma Display Panel)或电致发光器(EL:Electro 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***的提案。此前照明***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)等上所揭不。
现照参后述图51对在SID文摘P.375(1995)上揭示的前照明***的工作原理作简单的说明。在上述前照明***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·sinθ2
θc=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***,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***中存在的大体相同。因此,即使采用这样的前照明***,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***的光源光的利用率。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题,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发明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,在本发明的前方照明装置中,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定向性,使对上述倾斜部以比临界角小的角度入射的成分少。因此,上述的结构,通过具有限制光源的光散射的棱镜板及散射板,使从倾斜部的泄漏光少,能进一步提高光的利用率的同时,可防止被照明物图象产生模糊。其结果,可实现作为能获得明亮且鲜明的被照明物图象的面光源的前方照明装置。
为解决上述的的本发明的反射型液晶显示装置,具有带反射板的反射型液晶管,同时在上述反射型液晶管的前面配置具有上述结构的前方照明装置。
在上述结构中,在例如白天室外等周围光量充足的场合,可在将前方照明装置熄灯的状态使用,另外,能在不能获得充足周围光量时,可将前方照明装置点灯使用。其结果,可提供不依赖于周围环境、能实现经常明亮的高级别显示的反射型液晶显示装置。
为解决上述问题本发明其他的反射型液晶显示装置,在带反射板的反射型液晶管的前面,具有带有上述光学补偿板的前方照明装置。
上述光学补偿板对于规定的压力具有挠性,同时分别在上述光学补偿板和第2放射面上设置通过相互接触检测施加压力位置的一对透明电极。
在上述结构中,前方照明装置具有所谓接触板功能。也就是说,例如当用笔等按压光学补偿板的表面的某个位置时,通过光学补偿板的挠曲,分别在光学补偿板和第2放射面上设置的一对透明电极在上述位置上互相接触。如能将该位置作为座标识别、可实现相对由液晶管显示的内容用笔输入的反射型液晶显示装置。
通过以下的记叙对本发明的其他目的、特点和优点能更充分地了解。此外,通过以下参照附图更清楚说明使本发明的优点。
附图说明。
图1是表示本发明一实施例的反射型LCD结构的剖视图,
图2(a)-(c)是表示图1所示反射型LCD具有前照明光导体形状的图,图2(a)是从平坦部法线方向上方看光导体的俯视图,图2(b)是从入射面法线方向看光导体的侧视图,图2(c)是用以光源的纵长方向作为法线的截面对光导体剖切的剖视图。
图3(a)-(c)是对光源光在光导体内表现进行说明的图。
图4是对用反射型LCD的反射板反射的光的表现作说明的图。
图5是为对图2(a)-(c)所示前照明光强度测定***的说明图。
图6是表示图2(a)-(c)所示前照明光强度测定结果的曲线图。
图7(a)是表示发光型显示器的放射光与周围光关系的说明图,图7(b)是表示反射型LCD的放射光与周围光的关系的说明图。
图8是表示本发明其它实施例反射型LCD结构的剖视图。
图9(a)是表示在图8所示反射型LCD具有的前照明***中、从光导体的倾斜部至成为上述前照明***放射面的距离为均匀时的剖视图,图9(b)是为用于比较、表示在图1所示反射型LCD具有的前照明中从倾斜部至成为前照明的放射面的距离为不均匀时的剖视图。
图10(a)和图10(b)是对分别用图9(a)和图9(b)表示的前照明灯的照射光亮度分布进行测定的测定***分别进行说明的图,
图11(a)和图11(b)是对分别由图9(a)和图9(b)表示的前照明灯的照射光亮度分布的测定结果分别进行表示的曲线图,
图12是表示本发明其它实施例的反射型LCD结构的剖视图,
图13是表示图12所示反射型LCD具有的前照明***中的光的表现的模式图,
图14是表示图12所示反射型LCD具有的前照明***的照射光亮度分布的测定结果的曲线图,
图15是表示在本发明实施例4的反射型LCD中产生图象模糊的原理的说明图。
图16是将上述反射型LCD的光导体倾斜部的局部放大的剖视图,表示在上述倾斜部设置金属反射膜的结构,
图17(a)-(e)是表示形成上述金属反射膜工序的剖视图,
图18是表示在图16所示的光导体中不设金属反射膜时光的表现的模式图。
图19是表示图16所示结构的变化例的剖视图,
图20是表示本发明其它实施例反射型LCD结构的剖视图,
图21是表示在上述反射型LCD中光导体与光学补偿板间的光的表现的模式图,
图22(a)-(c)是表示作为图20所示结构变化例的反射型LCD结构的图,图22(a)是该反射型LCD的剖视图,图22(b)和图22(c)是分别表示该反射型LCD的光学补偿板结构例的剖视图,
图23是表示本发明上述其它实施例反射型LCD具有的接触板结构的剖视图,
图24是表示设置在上述接触板上的反射电极结构的说明图,
图25是表示在上述接触板上为检测被用笔按压位置座标的结构俯视图,
图26是表示上述接触板的局部被用笔按压时状态的剖视图,
图27是表示本发明其它实施例反射型LCD结构的剖视图,
图28是在图27所示反射型LCD的光导体中对为使从入射面射入的光在倾斜面上全反射的条件作说明的图,
图29是表示图27所示反射型LCD具有的棱镜片的聚光将特性的曲线图,
图30(a)和图30(b)是表示对于图27所示的反射型LCD、可适用于为限制入射光散射的其他结构例的说明图,
图31(a)-(c)表示本发明上述其它实施例反射型LCD具有的光导体结构、同时表示该光导体内的光的表现的剖视图,
图32是表示本发明其它实施例反射型LCD结构的剖视图,
图33是为对图32所示反射型LCD的前照明入射面的倾斜角条件进行说明的说明图,
图34是表示本发明其他实施例反射型LCD结构的立体图,
图35是表示本发明其它实施例照明装置使用例的立体图,
图36是表示图35所示照明装置使用例的俯视图,
图37是表示本发明其它实施例反射型LCD结构的剖视图,
图38(a)-(c)表示图37所示反射型LCD具有的前照明灯的光导体形状、图38(a)是从平坦部法线方向上方看光导体的俯视图,图38(b)是从入射面的法线方向看光导体的剖视图,图38(c)是用以光源的纵长方向为法线的截面将光导体剖切的剖视图,
图39是图38所示光导体中的平坦部和倾斜部结构的说明图,
图40(a)-(c)是表示来自光源的光在光导体内表现的说明图,
图41是表示图37所示反射型LCD具有的前照明灯中离光源的距离与亮度关系的曲线图,
图42是表示图37所示反射型LCD具有的前照明灯中放射光的角度特性的曲线图,
图43是表示图37所示反射型LCD具有的反射型液晶管结构的剖视图,
图44(a)-44(e)是表示图43所示反射型液晶管中的反射电极的形成方法的工序图,
图45是表示图43所示反射型液晶管中的反射电极的散射强度与散射角度关系的曲线图,
图46是表示图43所示反射型液晶管的其他示例的剖视图。
图47是表示图43所示反射型液晶管的象素、扫描线和信号线结构的俯视图,
图48是表示图37所示的反射型LCD具有的前照明灯中放射光的亮度和亮度分布特性的曲线图,
图49是表示本发明其它实施例的反射型LCD结构的剖视图,
图50(a)-(b)是分别表示图49所示的反射型LCD具有的前照明灯及传统的前照明灯的照明光亮度分布测定结果的曲线图,
图51是简要表示传统带辅助照明灯的反射型LCD结构以及该反射型LCD中光的表现的剖视图,
图52是表示上述传统反射型LCD中光的表现的剖视图。
具体实施方式
实施例1
以下,参照附图说明本发明实施例1。
本实施例的反射型LCD,如图1所示是在反射型液晶管10(反射型液晶管)的前面具有前照明灯20(前方照明装置)。
前照明灯20主要由光源26和光导体24构成。光源26例如荧光灯等的线状光源,可沿光导体24的侧面(入射面25)配置。将光导体24的面对液晶管10一侧的界面28(第1放射面)形成平坦面。另外,将光导体24与上述界面28面对面的界面23(第2放射面)形成由多级分别与界面28大致平行的平坦部21及相对该平坦部朝同一方向按一定角度倾斜的倾斜部22,且交替地配置而成。即,由图1可知,将光导体24形成在以光源26的长度方向作为法线的剖面上,离光源26越远越低的阶梯状。
倾斜部22主要作为将来自光源26的光向界面28进行反射的面。平坦部21主要作为在来自前照明灯20的照明光作为从液晶管10反射光返回时、将此反射光向观察者一侧透射的面。
现参照图2(a)-(c)对光导体24的形状作更详细的说明。图2(a)是从平坦部21的法线方向上方看光导体24的俯视图,图2(b)是从入射面25的法线方向看光导体24的侧视图,图2(c)是用相对入射面25和界面28两者垂直的面剖切导光体24的剖视图。
光导体24例如可用PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)等注射成形形成。本实施例的光导体24的宽度W=110mm、长度L=80mm、入射面25部分的厚度h1=2mm、平坦部21的宽度W1=1.9mm。此外,倾斜部22的阶梯差h2=50μm、相对平坦部21的倾斜部22的倾斜角α=30°,倾斜部22的宽度W2为约87μm。
通过将光导体24形成阶梯状的前灯20具有下述优点。首先,如图2(b)所示,从入射面25的法线方向看时,若将平坦部21形成相对界面28平行,就不能辨认出该平坦部21,而只能看到倾斜部22。即,倾斜部22向入射面25投影的总和与入射面25相等。
这样,在从入射面25射入的光源光中与入射面25垂直的成分,全部直接射向倾斜面22后向界面28反射。因此,不会发生象在前述传统的前照明***中所看到的大量的光从面对入射面的面向光导体外部放射去的问题。也说是说,通过使前照明20具有阶梯状的光导体24,使光的利用率比传统的结构有大幅度地提高。
现说明液晶管10的结构及其制造方法。
如图1所示,液晶管10基本上是用一对电极基板11a、11b夹持液晶层12的结构。电极基板11a是通过在具有透光性的玻璃基板14a上设有透明电极15a(扫描线)、覆盖此透明电极15a的液晶定向膜16a构成。
上述玻璃基板14a例如可采用日本某公司(コ-ニング社)制造的玻璃基板(商品名:7059)制造。透明电极15a例如以ITO(铟锡氧化物)为材料。在形成透明电极15a的玻璃基板14a上通过用旋转涂复机、将例如日本合成橡胶公司制造的定向材料(商品名:AL-4552)涂复、作为定向处理施以摩擦处理来作成液晶定向膜16a。
电极基板11b也与上述电极基板11a一样,通过依次将玻璃基板14b、透明电极15b及液晶定向膜16b层叠而成。另外,对于电极基板11a、11b根据需要也可以形成绝缘膜等。
将电极基板11a、11b的液晶定向膜16a、16b面对面地配置,将摩擦处理的方向按平行且反向(所谓的反平行)配置,且用粘接剂贴合。这时,在电极基板11a、11b之间通过预先撒布粒径4.5μm的玻璃粒衬垫(未图示)而形成间隔均匀的空隙。
用真空抽气向该空隙导入液晶来形成液晶层12。作为液晶层12的材料可采用例如日本公司(メルク社)制的液晶材料(商品名:ZLI-3926)。该液晶材料的Δn是0.2030。作为液晶材料不限于此,也可采用各种液晶。
此外,例如用环氧树脂系的粘接剂将经过发丝加工的铝板作为反射板17粘接在玻璃基板14b的外面。另一方面,在玻璃基板14a的外面设置已设定偏振光轴的偏振光板18,为使与液晶层12的液晶定向方向成为45°。
由以上工序制造反射型的液晶管10。通过按如下所述使前照明20与该液晶管10组合制成带前方照明装置的反射型LCD。首先,将光导体24层叠在液晶管10的偏振光板18上。并在液晶管10的偏振光板18与光导体24之间预先撒布粒径为50μm的粒状衬垫(未图示)。据此,形成具有与该粒状衬垫的粒径大致相等的均匀厚度的空隙29。也就是说,光导体24的界面28在光学上与PMMA与空气层之间的界面相当。另外,因该空隙29的厚度仅约相当于光波长的100倍,故能抑制因空隙29而引起干扰等。
接着,面对光导体24的入射面25设置作为光源26的荧光管,用反射镜27(聚光装置)包围光源26和入射面25。反射镜27使光源26的光仅向入射面25上聚光。另外,作为反射镜27可采用例如铝带等。通过以上工序,制成具有作为辅助照明灯的前照明灯20的反射型LCD。
该反射型LCD能在当周围光不充足时,按使前照明20灯点亮照明模式、当可获得充足周围光时按使前照明20灯熄灭的反射模式使用。
现参照图3(a)-(c)说明前照明灯20的工作原理。
如前所述,光导体24的各倾斜部22向入射面25投影的总和与入射面25相等。因此,如图3(a)所示,在光源26的入射光中的与入射面25垂直的部分利用倾斜部22进行反射,且从界面28向图3(a)中未图示的液晶管10输出。
此外,如图3(b)所示,在光源26的入射光中,首先射入界面23的光通过其在导向体24内的表现而分为两部分。一部分为如图3(b)所示的光31a,直接向倾斜部22入射、经反射,而成为向液晶管10的输出光31b。另一部分为图3(b)所示的光32a,它一边在平坦面21与界面28间进行全反射的同时在光导体24内传播中,最终到达倾斜部22并反射,成为输出光32b。
此外,如图3(c)所示,光源26的入射光中,最先射入界面28的光在界面28与界面23的平坦部21间进行全反射的同时,在光导体内传播、最终到达倾斜部22并反射,然后,从界面28向液晶管10输出。
由上述说明可知,光源26射入光导体24的光的几乎全部在倾斜部22上反射,通过界面28而向液晶管10放射。也就是说,本实施例的前照明灯20由于具备具有阶梯状界面23的光导体24,使光源26的光的损失极少,可提高光源的利用率。
现进一步对为提高光源光的利用率的倾斜部22或平坦部21的条件1-3进行说明。
1、关于倾斜部22
在光导体24中,界面23的倾斜部22主要作为反射光源26的入射光的反射面。另外,界面23的平坦面21主要作为让用设在液晶管10的背面上的反射板17所反射的光及周围光的透射的透射面。
为了用倾斜部22使光源26的入射光进行全反射,必须满足如下条件。即,射入由不同折射率物质的相接面(界面)的光在入射角大于临界角时、在界面上进行全反射。因此,为用倾斜部22使射入倾斜部22的光进行全反射。
θ1≥θc=arc Sin(n2/n1)……(式2)
在上述式2中,
θ1-向倾斜部22的入射角、
n1-光导体24的折射率、
n2-在倾斜部22上与光导体24相接物质的折射率、
θc-倾斜部22的临界角。
只要用式2所表示的入射角θ1向倾斜部22射入就可以了。
如上所述,如按式2的条件形成倾斜部22、就可使从倾斜部22向光导体24外部的光的泄漏受抑制,可进一步提高光的利用率。
2、关于平坦部21
平坦部21主要作为透射光区域已在前面已作了叙述,然而,作为从平坦部21透射的光包含:
(1)液晶管10的反射光、
(2)按反射模式使用时的周围光。
上述(1)的输出光是用液晶管10的液晶层12调光,用反射板17反射、再次向光导体24放射后从界面23向观察者一侧放射,然而,这时主要是从平坦部21输出。此外,用反射板17反射的光为散射光。为了使该散射光在平坦部21上极少反射地透射,故最好以小于临界角向平坦部21进行入射。临界角因导光体24的折射率而变化,然而在使用PMMA作为光导体24的材料时,大约为42°左右。即,最好使来自液晶元件10的输出光以约小于40°向光导体24的平坦部21入射。
此外,平坦部21也可不必与界面28平行。向平坦部21的入射角也与反射板17的光的散射范围有关。因此,若也考虑反射板17的特性,如图4所示,例如,假设反射板17的光的主要散射范围为相对反射板17的法线约±30°、若使平坦部21相对反射板17的倾斜角度δ大约为±10°以内,就可使在平坦部21上反射的光的成分33为极少。另外,在图4中,为了对平坦部21相对界面28倾斜易理解,将倾斜角度δ表示比上述适当范围还大。
这样,若将平坦部21形成相对界面28平行或以小于±10°倾斜,则使光源26的入射光以比向倾斜部22的入射角还大的入射角向平坦部21入射。因此,使光源26向平坦部21入射的光难以向外部泄漏,成为在平坦部21上反射的光量多,因此,可抑制光源光的损失。
此外,现考虑将本反射型LCD作为灭灯时的反射模式使用场合。这时,当考虑以上述(2)的反射模式使用时的周围光时,为了使充足的周围光进入液晶管10,使平坦部21的面积越大越好。
3、界面23的倾斜部22和平坦部21的配置
关于界面23的倾斜部22和平坦部21的配置,以下两个条件为重要。
(a)使用者从界面23一侧看反射型LCD时,倾斜部22的面积小,平坦部21的面积大,
(b)倾斜部22相对入射面25的投影的总和大,平坦部21的投影的总和小。
上述(a)的条件,即意味着平坦部21向界面28的投影的总和比倾斜部22的投影总和大。倾斜部22向界面28投影的大小,如图2(c)所示是由倾斜部22相对界面28的倾斜角α来决定。因此,通过调整倾斜角α的大小,使从使用者看到的倾斜部22的面积与平坦部21的面积相比成为非常小是可能的。
此外,通过使倾斜部22和平坦部21的节距与液晶管10的扫描线的抽出或总线相一致,可在用液晶管10实际进行显示的整个区域上配置平坦部21,可进一步提高光的利用率。
上述(b)的条件意味着,如前所述,为了有效利用光源26的入射光,最好从法线方向看入射面25时,只能看到界面23的倾斜部22。
下面,说明关于前照明灯20的照明光强度的测定结果。为了测定前照明灯20的照明光强度,采用如图5所示的测定***。即,把前照明灯20的界面28的法线方向作为0°,用检测器34测定从0°至±90°范围内的光强度。
其测定结果如图6所示,图6清楚地表示,从前照明灯20的光源26通过入射面25射入光导体24的光,由于光导体24的作用而大致向界面28的法线方向放射。也就是说,前照明灯20能使配置在光导体24侧面的光源26的光大致垂直地射入液晶管10,充分发挥辅助照明作用。
此外,本实施例的反射型LCD与透射型LCD、CRT、PDD等自发光型的显示器相比较,具有显示更明亮的优点。
也就是说,如图7(a)所示,相对周围光37、使来自自发光型的显示器35的光36a的行进方向成为反向。因此,观察者看到的是来自光36a中扣除周围光37后的成分36b。
对此,本实施例的反射型LCD,在以照明模式使用的场合如图7(b)所示,来自前照明灯20的辅助光39a与周围光37被液晶管10的反射板(未图示)反射、观察者可看到相当于辅助光39a与周围光37的和的成分39b。因此,不仅在暗的场所、即使在例如白天屋外的明亮场所,也能实现更清楚的显示。
因此,本实施例的结构,通过前照明灯20具有阶梯状的光导体24,可提高光源26放射光的利用率。据此,能在周围光不充足的场合,可对液晶管10照射足够的照明光,可提供不依赖于周围环境而能经常清楚显示的反射型LCD。
如上所述,本发明配置在被照明物的前方、具有光源和光导体的前方照明装置,上述光导体具备射入光源光的入射面、向被照明物发放射的第1放射面以及面对上述第1放射面、放射被照明物反射光的第2放射面,所述第2放射面由主要将光源光向第1放射面反射的倾斜部和主要让被照明物反射光通过的平坦部、通过将此倾斜部与平坦部按交替配置,将所述光导体形成阶梯状。
因此,在上述结构中,照明光从第1放射面向被照明物放射,来自被照明物的反射光,从上述第1放射面再次返回光导体内,通过第2放射面的平坦部而到达观察者一侧。将上述结构的光导体的面对第1放射面的第2放射面形成由交替配置所述倾斜面和平坦面而成的阶梯状,此外,由于位于平坦面与平坦面之间的倾斜部主要将光源的光向第1放射面反射,成为在光源的入射光中,全部平行与平坦部的成分由上述倾斜部反射、从第1放射面向被照明物照射。因此,与具有形成大致平板状的光导体的传统结构相比较,在本发明的前方照明装置中,能使平行于平坦部行进的光不向光导体外面泄漏,而向被照明物照射。因此,可提高光源光的利用率,提供更明亮的前方照明装置。
此外,配置在被照明物前方、具有光源和光导体的前方照明装置,上述光导体具有平面状的底面、面对上述底面的表面、以及使光源光入射的入射面,也可将上述表面形成由相对底面大致平行的平坦部和相对上述平坦部向同方向倾斜的倾斜部交替配置而成的阶梯状。
在本发明前方照明装置的上述结构中,上述入射面位于光导体的侧面。因此,通过让光从光导体的侧面入射,具有观察者可不直接看到光源的优点。由此,光源的光不直接对被照明物的图象带来影响,可实现获得鲜明的被照明物图象的前方照明装置。
在本发明前方照明装置的上述结构中,上述倾斜部向垂直于第1放射面的平面投影的总和大致等于入射面向上述平面的投影。因此,使从光导体入射面入射的光中的全部平行于第1放射面的部分向倾斜部入射,向第1放射面反射。因此,可进一步提高光源光的利用率,提供更明亮的前方照明装置。
在本发明前方照明装置的上述结构中,还具有使光源光仅向上述入射面入射的聚光装置。因此,可进一步使光源光的损失减少、提高光源光的利用率,获得更明亮的面光源的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,与上述平坦部向上述第1射出面投影的总和相比、使上述倾斜部向上述第1放射面投影的面积总和较小。由于使向上述第1放射面入射、被照明物反射的光通过在第2放射面的平坦部而向观察者放射,为了获得明亮鲜明的图象,最好尽量使倾斜部的投影总和比平坦部的投影的总和小。因此,根据上述的结构,常见将主要对显示被照明物图象起作用的平坦部的面积增加了。其结果,可实现能获得明亮鲜明的图象的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,不一定要使上述平坦部与上述第1放射面平行、可相对上述第1放射面具有10°以下的倾斜角度。尤其在考虑到对于被照明物图象的显示级别的影响,第2放射面上的平坦部相对第1放射面的倾斜角度以0-10°为宜。
本发明前方照明装置的上述结构,满足上述式2。这最好使光源向第2放射面倾斜部的入射光被该倾斜部全反射,如向倾斜部的入射角θ1满足上述条件,能使向倾斜部的入射光产生全反射。因此,能使光源光不从倾斜部向观察考一侧产生泄漏,可进一步提高光的利用率。其结果,可获得具有现作为明亮面光源的前方照明装置。
本发明反射型液晶显示装置,具备具有反射板的反射型液晶管,同时,在上述反射型液晶管的前面配置着上述结构的前方照明装置。
因此,一方面,存在例如在白天室外等有充足周围光照射场合下将前方照明装置熄灯使用场合,另外在不能获得充足周围光量时将前方照明装置亮灯使用。其结果,可提供不依赖于周围照明环境,能经常达到明亮的高级别显示的反射型液晶显示装置。
此外,在本发明反射型液晶显示装置的上述结构中,反射型液晶管具有扫描线,最好使所述扫描线的节距与所述前方照明装置的第2放射面的平坦部的节距大致相等,将平坦部配置在扫描线的上方。因此,可将平坦部配置在用液晶管实际进行显示的象素区域上。其结果,由于从象素区域来的反射光有效地向平坦部入射,故可进一步提高光的利用率,可提供能实现高级别显示的反射型液晶显示装置。
实施例2
现对本发明其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与在前述实施例1已说明的功能相同的部分,标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例反射型LCD如图8所示,其特点是在液晶管10的前面,具有由在实施例1中说明过的前照明灯20(第1导光体)和楔形的第2光导体40构成的前照明***51。
将上述第2光导体40配置在前照明灯20的光导体24与液晶管10之间,它具有相对光导体24的界面28平行的斜面41及相对液晶管10的表面平行的底面42。斜面41相对底面42的倾斜角如图9(a)所示,最好设计成使光导体24的界面23的各倾斜部22和平坦部21相连山形各顶点相连的连接线49与底面42平行。
并且,最好将第2光导体40尽可能用与作为第1光导体的光导体24折射率相等的材料形成。不用说,第2光导体40也可以用与光导体24完全相同的材料形成。另外,可将光导体24和第2光导体40用例如注射成形等方法形成一体,可简化制造工序。
在光导体24与第2光导体40间的间隙中可预先撒布粒径为50μm的粒状衬垫(未图示)。据此,在光导体24与第2光导体40间形成为与上述衬垫的粒径大致相等的空隙43。
在第2光导体40的底面与液晶管10的偏振光板18之间,充满与两者折射率一致的充填剂(未图示)。因此,可防止因第2光导体40和偏振光板1 8界面造成反射光衰减,进一步抑制光源光的损失。还有,作为上述充填剂可采用例如紫外线(UV)硬化性树脂或水杨酸甲酯等。
这里,对在光导体24与液晶管10间设置第2光导体40的效果进行说明。
如图9(b)所示,在不设第2光导体40的结构中(实施例1),从倾斜部22至作为向液晶管10的放射面的界面28的距离1n,随着离开光源26的距离Xn而变小。对此,在本实施例的前照明***51中,如图9(a)所示,通过设置第2光导体40,从倾斜部22至作为向液晶管10放射面的第2光导体40的底面42的距离Ln与离光源26的距离Xn无关而大致相等。
也就是说,通过使第2光导体40具有使从前照明灯20的倾斜部22至液晶管10的距离保持一定的效果,因而,前照明***51作为不取决于离开光源26的距离,以一定亮度发光的面光源的作用。
这里,为了查明采用第2光导体40的效果,如图10(a)所示,使检测器44平行于第2光导体40的底面42移动的同时、测定前照明***51的输出光的亮度分布。并且,将入射面25附近作为测定开始位置Ps,将底面42上离开光源26最远的位置作为最后测定位置PE。测定结果如图11(a)所示。
同样,为了比较、为了测定不设第2光导体40的结构(实施例1)的输出光的亮度分布,如图10(b)所示,使检测器44平行于前照明灯20的界面28移动的同时进行测定。并且,将入射面25附近作为测定开始位置Ps,将界面28上离开光源26最远的位置作为最后测定位置PE。测定的结果如图11(b)所示。
从比较图11(a)与图11(b)的可知、对于不设第2光导体40的场合,如图11(b)所示,亮度峰值的节距P越靠近光源26越大、越离开光源26越小,而本实施例的前照明***51如图11(a)所示,亮度峰值的节距P沿第2导向体40的整个底面42大致相等,亮度的峰值也都相同。
这样,本实施例的反射型LCD通过在液晶管10前面具有前照明***51,且该前照明***51具有位于作为第1光导体的光导体24和液晶管10之间、为使从光导体24的倾斜部22至液晶管10的距离为一定的第2光导体40,从而使前照明***51对液晶管10进行均匀的照明,即使在不能获得充足周围光的场合,也能实现照亮均匀的高级别显示的效果。
如上所述,上述本发明的前方照明装置,进而由把实施例1中的光导体作为第1光导体和使从上述第1放射面放射的光的亮度分布均匀化的第2光导体构成。
由于本发明的前方照明装置,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变小。因此,存在从第1放射面放射的光的亮度分布不均匀。上述的结构,通过具有第2光导体,使向被照明物的放射光的亮度分布均匀化。其结果,可提供作为消除亮度不均匀的面光源的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,第2光导体具有面对第1光导体的第1放射面的第1表面、面对上述第1表面、使来自第1光导体、通过上述第1表面的入射光向被照明物放射的第2表面,同时成为上述第1表面和第2表面使从第1光导体的第2放射面上的各倾斜部至上述第2表面的距离大致均等。
因此,在上述结构中,通过具有第2光导体,使在第1光导体中分别从反射光源光的第2放射面的各个倾斜部至成为向被照明物的放射面的第2光导体的第2表面的距离均匀化,使来自上述第2表面的放射光的亮度分布平均化。其结果,可实现作为亮度均匀的面光源的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,最好使第1光导体的折射率与第2光导体折射率大致相等。用该结构、由于第1光导体的折射率与第2光导体的折射率大致相等,使第1光导体上用第2斜面倾斜部反射的光成为以其原有的角度向被照明物放射。其结果,就是可不考虑在向第光导体入射时或从第2光导体放射时因折射而引起的光轨迹的变化,具有设计变得容易的优点。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,可将第1光导体与第2光导体形成一体。用该结构,由于第1光导体与第2光导体形成一体,故具有制造容易的优点。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,在第1光导体与第2光导体之间,导入为缓和因这些光导体间的光学界面上引起的折射率差的充填剂。
根据上述的结构,与在第1光导体和第2光导体之间存在空气层的场合相比较,可抑制因第1光导体和第2光导体之间的光学界面引起的折射而引起的光的衰减。其结果,可进一步提高光源光的利用率,实现作为更光亮的面光源的前方照明装置。并且,若至少使第1光导体和第2光导体的其中之一的折射率与充填剂的折射率相等,因能减少第1光导体与第2光导体之间的光学界面的数目,使效果更好。
实施例3
现对本发明的其它实施例结合附图说明如下。并且,对具有与前述各实施例中已说明、具有同样功能的结构标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD如图12所示,在液晶管10的前面配置了由前照明灯20和第2光导体45构成的前照明***52的结构。
上述第2光导体45,如图13所示,具有使来自光导体24的入射光仅向光前进方向一侧散射功能的前方散射板,同时也具有仅使从规定角度范围入射的光进行散射、而使来自上述规定角度范围以外的入射光透射性质的各向异性散射板。作为满足这样条件的第2光导体45,例如为市售的住友化学株式会社的视角控制板(商品名称:lumisty)等。
此外,第2光导体45使入射光散射的角度范围最好完全包含使光导体24的放射光入射的角度范围。据此,可使光导体24的放射光进行无浪费散射,可提高光源光的利用率。此外,通过使第2光导体45为仅使从规定角度范围的入射光散射,使上述规定角度范围以外的入射光透射性质的各向异性散射,由于上述规定角度范围以外的入射光,第2光导体45对其不起作用,可防止因无需的散射光引起的显示级别下降的问题。
在光导体24和第2光导体45之间的间隙中预先撒布粒径为50μm的粒状衬垫(未图示)。据此,如图12所示,在光导体24与第2光导体45间隙中形成大致与上述衬垫的粒径相等的空隙46。
在第2光导体45与液晶管10的偏振光板(未图示)之间充满使两者折射率一致的充填剂。因此,可防止因第2光导体45和液晶管10的界面的折射而引起的光的衰减,可进一步抑制光源光的损失。
现对前照明***52的照明光强度的测定结果进行说明。为了测定前照明***52的照明光强度,使用与前述实施例1中所用的测定***(参照图5)同样的测定***。把前照明***52的第2光导体45的法线方向作为0°,用检测器34测定了从0°至±90°范围,来自从第2光导体45的位于液晶管10一侧的面来的光强度。测定的结果示于图14。
从图14可知,本实施例的前照明***52,通过用第2光导体45使作为第1光导体的光导体24的放射光散射,与实施例1相比较,具有拉平角度特性。
这样,在本实施例中已说明的结构,由于具有使光导体24的放射光散射的第2光导体45,使向液晶管10放射的光的亮度分布均匀化,能对液晶管10均匀地进行照射。
另外,作为上述第2光导体45,除了各向异性散射板以外,还可使用全息照相(hologram)等。
如上所述,上述本发明的前方照明装置,也可以是在实施例2中所示的第2光导体作为使第1光导体的第1放射面的放射光散射的光散射体构成的结构。
在上述结构中,通过作为第2光导体的光散射体使第1光导体的放射光散射,使向被照明物的放射光的亮度分布均匀化。其结果,可实现作为亮度均匀面光源的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,由于上述光散射体是仅使从规定角度范围的入射光散射的各向异性散射体,使来自第1光导体的放射光向第2光导体入射角度范围中的至少一部分包含在上述规定的角度范围内。
因此,根据上述的结构,由于上述规定范围以外的入射光,例如向观察者的方向输出的光等/作为上述光散射体的各向异性散射体对其不起作用,故可抑制因无fdmj的散射光引起使被照明物图象恶化。此外,通过作为第2光导体的光散射体在使散射的入射光的角度范围,使第1光导体的放射光的入射,可有效地使入射光散射。其结果,可实现作为亮度均匀、明亮的面光源/可获得被照明物图象鲜明的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,上述光散射体也是前方散射体。也是通过使作为第2光导体的光散射体,使第1光导体的入射光仅向该光的前进方向一侧散射的前方散射体,使第1光导体的入射光不向后方散射。因此,可进一步提高光的利用率,同时可防止因后方散射光引起被照明物图象恶化。其结果,可实现作为亮度均匀、光亮面光源、获得被照明物的鲜明图象的前方照明装置。
实施例4
现对本发明其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与前述各实施例中已说明的同样功能的结构标上相同的符号,并省略其说明。
如在前述实施例中已说明、当光导体24的位于观察者一侧的界面23由倾斜部22和平坦部21形成时,在用液晶管10反射、再次向光导体24入射的光通过界面23时,将使图象产生模糊。
也就是说,如图15所示,液晶管10的输出光48a未必仅从平坦部21、也从倾斜部22向观察者一侧透射。这时,使倾斜部22的放射光48b和平坦部21的放射光48c,由于各不同放射方向而交叉,从而使必需显示的图象出现模糊。
为解决这样的问题,本实施例的反射型LCD,如图16所示,构成在光导体24的界面23的倾斜部22的表面上附加了使光反射的金属反射膜47(反射构件)。上述金属反射膜47,如图16所示使向倾斜部22入射的全部光与其入射角无关地进行反射。因此,从界面23向观察者一侧放射的光成为仅通过平坦部21的光。其结果,可获得不发生模糊的鲜明的图象。
以下,对作为一种制造上述金属反射膜47的方法、以铝材料为例进行说明。另外,金属反射膜47的材料不限于铝,也可使用例如银等。
首先,如图17(a)所示,在光导体24的界面23的整个表面上用溅射等形成铝膜61。进而如图17(b)所示,在铝膜61的表面上涂复光刻胶62。接着,经曝光工序,如图17(c)所示,使光刻胶62形成图案。然后,如图17(d)所示,将成形的光刻胶62作为掩膜(mask),对铝膜61进行蚀刻。此后,通过将光刻胶62剥离,如图17(e)所示,在界面23的倾斜部22的表面上形成由铝构成的金属反射膜47。
如上所述,通过在倾斜部22的表面上设有金属反射膜47,如图16所示,可将倾斜部22相对平坦部21的倾斜角度α增大。例如,如图18所示,在倾斜部22上不设置金属反射膜的结构中,将倾斜角度α取为大致60°时,用比临界角θc还小的入射角向倾斜部22入射的光49a成为通过倾斜部22而成为向观察者一侧透射的光49b。由于这样的光49b使显示级别恶化,而不希望出现。
对此,在本实施例的结构中,通过在倾斜部22上形成金属反射膜47,即使取较大的倾斜角度α、能使上述光49b那样从倾斜部22透射的光不存在,使在倾斜部22上将全部的光反射。
这样,通过能将倾斜部22的倾斜角度α取得较大,从平坦部21的法线方向看时,难以辨认倾斜部22,具有可使显示级别提高的优点。
此外,如图19所示,在上述金属反射膜47的表面上,若层叠防止周围光反射的黑体(matrix)47b(遮光构件),则可防止周围光向观察者一侧反射。因此,由于可防止因周围光向观察者一侧反射而引起的显示级别的恶化,则更好。
有关本实施例的前照明灯20的特点是在倾斜部22上形成为不产生从倾斜部22向观察者一侧的透射光的金属反射膜47。因此,由于成为从界面23向观察者一侧放射的光仅是平坦部21的放射光,故在液晶管10的前面具有该前照明灯20的射型LCD中,可获得不模糊的鲜明的显示图象。
如上所述,本发明的前方照明装置,是在第1光导体的倾斜部的表面上设置使光反射的反射构件。最好使光源向第2放射面的倾斜部入射的光,用该倾斜部进行全反射。因此,通过在上述倾斜部上设置反射构件,使向倾斜部的入射光与该入射角无关地进行全反射。因此,光源光不会从倾斜部向观察者一侧泄漏,进一步提高光的利用率。其结果,可实现作为光亮面光源的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,在上述反射构件的表面上设置遮光构件。因此,使采用该反射构件反射周围光而进入观察者的目中,使被照明物的图象显示级别降低得以防止、可获得鲜明的被照明物图象的前方照明装置。
本发明的前方照明装置的倾斜部,在上述结构中,当设光导体的折射率为n2、与上述倾斜部接触的外部介质的折射率为n1,那么,光源向倾斜部入射光的入射角θ在下列不等式的范围也能产生有效的作用。
θ<arc sin(n1/n2)
光源向倾斜部入射光的入射角θ,随着相对平坦部的倾斜角度增大而减小。若在第2放射面的倾斜部上设置反射构件,使向倾斜部入射的光与该入射角无关地进行全反射,而不通过倾斜部向观察者一侧放射。因此,在光源向倾斜部入射光的入射角θ满足上述不等式的范围内,可将倾斜部相对平坦部的倾斜角度设计偏大。其结果,在从平坦部的法线方向看时,难以辨认对被照明物图象显示无助的倾斜部,可实现提高被照明物图象的显示级别。
实施例5
现对本发明其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与前述各实施例中已说明过的相同功能的结构标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD的特点如图20所示,以具有由设置在液晶管10的前面、在实施例1中已说明过的前照明灯20和设置在该前照明灯20的界面23上的光学补偿板64(补偿装置)构成的前照明***53。
在上述光学补偿板64中,如图20所示,是将面对前照明灯20的光导体24的底面64a,构成与光导体24的界面23互补的阶梯状。也就是将底面64a的面对光导体24的倾斜部22的位置形成与倾斜部22平行的倾斜部65、面对光导体24的平坦部21的位置形成与平坦部21平行的平坦部66。此外,将光学补偿板64的位于观察者一侧的表面64b形成与光导体24的界面28平行。
光学补偿板64,与光导体24一样、可用例如PMMA通过注射成形来制成。如上所述、分别将光学补偿板64和光导体24的倾斜部和平坦部配置成面对面并通过粒径约为20μm的粒状衬垫(未图示)相接。据此,成为在光学补偿板64的底面64a与光导体24的界面23间形成大致均匀厚度的空气层67。
这样,通过在光导体24的前面设置光学补偿板64以及在光导体24与光学补偿板64之间存在空气层67,可获得下述的效果。
也就是说,如已在参照附图对前述实施例4的说明中所述,即使从液晶管10再次向光导体24入射的光48a·48a在光导体24内部向同方向前进,通过分别从界面23的倾斜部22或平坦部21通过、从光导体的界面23以不同的方向放射,故导致图象模糊。
对此,在本实施例的前照明***53中,如图21所示,从液晶管10以相同方向向光导体24入射的光68a·69a在从光导板24放射后,通过因空气层67与作为光学补偿板64的界面的底面64a的折射,成为再次以同方向前进的光,就是如光68b·69b所示,从光学补偿板64的表面64b以同方向放射。因此,从观察者一侧看时,可获得不模糊的鲜明的图象。
另外,除了上述的光学补偿板64以外,如图22(a)所示,也可以在光导体24的前面配置平板状的光学补偿板71。在此场合,如图22(b)所示,通过使从光导体24的倾斜部22放射的光的入射区域71a和从光导体24的平坦部21放射的光的入射区域71b具有不同折射率,使分别从区域71a·71b的表面向观察者一侧放射光的放射角θa·θb大致相等。或者,也可将区域71a用具有绕射功能的构件(例如绕射元件)形成,以便使通过该区域71a的光和使通过区域71b的光以同方向绕射。
或者,如图22(c)所示,也可通过在光学补偿板71中,把从光导体24的倾斜部22放射的光入射的区域,用遮光的黑色遮板71c形成,使从倾斜部22放射的光不能到达观察者一侧。
因此,根据本实施例结构,通过用光学补偿板64(或光学补偿板71)使从光导体24的界面23的倾斜部22和平坦部21分别放射的光的放射方向一致,可实现提供不模糊的鲜明显示的反射型LCD。
如上所述,在本发明的前方照明装置的上述结构中,是进而具备使从第2放射面的平坦部的放射光和从倾斜部的放射光的放射方向一致的补偿装置。
由于将上述第2放射面形成使平坦部和倾斜部交替配置的阶梯状,成为从第1放射面射入光导体、由被照明物反射的光,分别从第2放射面的平坦部和倾斜部以不同的方向放射,从而使被照明物的图象产生模糊。因此,如上述结构所示,通过具有使从第2放射面的平坦部的放射光和从倾斜部的放射光的放射方向一致的补偿装置,可获得被照明的鲜明的图象。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,上述补偿装置具有面对光导体第2放射面的第1表面与面对上述第1表面的第2表面,同时将作为补偿装置的第1表面配置成使与光导体的第2放射面的倾斜部大致平行的倾斜面以及与上述第2放射面的平坦部大致平行的平坦面交替相连,形成与上述第2放射面互补的阶梯状,将上述补偿装置的第2表面配置成与光导体的第1放射面大致平行。
因此,根据上述结构,使从光导体第1放射面向被照明物放射的光,用被照明物反射,从上述第1放射面再返回光导体内部,如图21所示,分别从第2放射面的平坦部21和倾斜部22以不同的方向放射。然而,通过把面对上述第2放射面配置的补偿装置64的第1表面64a形成与光导体的第2放射面互补的阶梯状,使从平坦部21放射的光69a向补偿装置的第1表面的平坦面入射而从倾斜部22放射的光68a向第1表面的倾斜面入射,成为以大致同样的方向放射的光68b·69b从第2表面放射。这样,通过使从平坦部来的放射光的放射方向与从倾斜部来的放射光的放射方向一致,可获得不模糊的鲜明的被照明物图象。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,使上述补偿装置的主要从第2放射面的倾斜部放射光的入射区域与主要从第2放射面的平坦部放射光的入射区域具有不同的折射率。
因此,在上述结构中,用使主要从倾斜部放射光的入射区域与主要从平坦部放射光的入射区域具有不同的折射率的补偿装置,使分别从倾斜部和平坦部放射的方向一致。其结果,可提供能获得不模糊的鲜明的被照明物图象的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,也可在上述补偿装置的主要从第2放射面的倾斜部放射光的入射区域上设置绕射构件。在该结构中、通过在主要从倾斜部放射光的入射区域上设置绕射构件,使分别从倾斜部和平坦部的放射方向一致。其结果,可实现能获得不模糊的鲜明的被照明物图象的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,也可在上述补偿装置的主要从第2放射面放射光的入射区域上设置遮光构件。在该结构中,通过在主要从倾斜部放射光的入射区域上设置不使光透射的遮光构件,成为使从光导体第2放射面放射的光仅是从平坦部放射光。因此,可实现能获得不模糊的鲜明的被照明物图象的前方照明装置。
实施例6
现对本发明其它实施例结合附图说明如下。并且,对具有与在前述各实施例中已说明过的同样功能的结构,标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD,是在前述实施例5中已说明的反射型LCD的前照明***53(参照图20)上附加了接触功能板的结构。
为了实现上述的接触板功能,本实施例的反射型LCD如图23所示,在光学补偿板64的底面64a上具有例如由ITO(铟锡氧化物)构成的透明电极72,同时在光导体24的倾斜部22上设置可反射光且具有导电性、例如铝构成的反射电极73。上述透明电极72和反射电极73构成位置检测装置。
在图24的下部所示的图是表示从光导体24的平坦部21的法线方向看时的上述反射电极73的俯视图形状。如图24所示,由于将反射电极73在光导体23的倾斜部22的整个面上设置,故如从光导体24的平坦部21的法线方向看时呈带状。并且,如图25所示,在光学补偿板64上形成的透明电极72也形成带状,反射电极73和透明电极72垂直相交成矩阵状。
此外,在光导体24的反射电极73与光学补偿板64的透明的电极72之间撒布粒径约10μm的塑料粒状衬垫(未图示),形成与该粒径大致相等的空隙。
该光学补偿板64具有可挠性,如图26所示,通过用笔74按压,使透明电极72与反射电极73接触。用笔74按压后的座标识别,按下述进行。如图25所示,通过分别在透明电极72和反射电极73上按线顺序方式进行信号扫描,测出接触点75的X座标和Y座标,在接触板的平面内,可确定用笔74按压的位置座标。
此外,这里已举例说明在光学补偿板64上形成带状透明电极72的结构,然而,也可以在光学补偿板64的底面64a的整个面上形成透明电极。然而,如上所述,将透明电极72形成带状具有光利用率高的优点。
因此,若根据本实施例结构,由于光学补偿板64有作为接触板的功能,故可提供相对由液晶管10显示的内容能用笔输入的反射型LCD。
如上所述,本发明的反射型液晶显示装置在具有反射板的反射型液晶管前面具有前述实施例5所示的前方照明装置,上述补偿装置相对规定压力具有挠性,同时分别在上述补偿装置和第2放射面上设置把通过互相接触施加压力的位置测出的一对位置检测机构。
因此,上述结构具有使前方照明装置作为所谓接触板的功能。也就是说,例如当用笔等按压补偿装置的表面的某个位置时,使补偿装置的挠曲,使分别设置在补偿装置和第2放射面上的一对位置检测装置在上述位置上互相接触。若上述位置检测装置把该位置作为座标进行识别,可实现相对由液晶管上显示的内容能用笔输入的反射型液晶显示装置。
并且,本发明的反射液晶显示装置的上述结构中,反射型液晶管具有扫描线,上述位置检测装置包含在第2放射面的平坦部形成的透明电极,上述扫描线的节距与上述透明电极的节距大致相等,透明电极被配置在扫描线的上方。
因此,在上述结构中,可将位置检测装置的透明电极配置在用液晶管实际进行显示图象区域上。其结果,接触板的解像度与液晶管的解像度成为大致相等。因此,用接触板进行输入时具有使输入图象与显示图象一体感提高的效果。
实施例7
对于本发明其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与在前述实施例中已说明过功能相同的结构,标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD具有的前照明灯,如图27所示,其特点是在前述的实施例1说明过的结构中、在光源26与光导体24的入射面25之间进而增加作为控制从光源26向入射面25入射光散射角的光控制机构的棱镜板81和散射板82。此外,将棱镜板81的棱镜顶角设为100°。在光导体24与液晶管10的偏振光板18间,导入为缓和折射率差的充填剂84。
光源26,例如可采用荧光管,但从荧光管输出的光当然不具有定向性、且随机发生。因此,存在以比临界角大的角度向光导体24的倾斜部22入射的光,成为从倾斜部22泄漏的光将导致显示级别下降。
当考虑作为光导体24的材料宜采用折射率约为1.5的PMMA时,入射角为临界角(约42°)以下的向倾斜部22的入射光成为泄漏光。为不发生这样的泄漏光,为不使成为泄漏光的入射光向光导体24入射,可以预先控制光源26的输出光的散射角。
此外,如图28所示,设倾斜部22相对界面28的倾斜角为α。为了便于说明,图28是将光导体24的倾斜部22、界面28和入射面25的位置关系单独进行表示的图,实际上光导体24当然不是作成这样的形状。
若设光导体24的入射面25的入射光的散射角为±β,倾斜部22的临界角为θc,上述光向倾斜部22的入射角θ可表示为:
θ=90°-α-β
因此,为不使入射面25向倾斜部22的入射光不通过倾斜部22的条件是
θc<θ=90°-α-β
或β<90°-(θc+α)……(式3)
并且,在该实施例中,取倾斜部22的倾斜角α为10°。用此以及用临界角θc为42°,根据上述式3,可导出β<38°。
光源26的输出光一旦因散射板82散射、而向棱镜板81入射。棱镜板81具有将散射光向特定的角度范围聚光的功能,在棱镜顶角为100°场合,如图29所示,将散射光聚集,在约±40°的角度范围内,通过使聚集在约±40°的角度范围内的聚光向光导体24入射时,用入射面25的折射进一步聚光,成为聚集成约±25.4°范围的散射光,也就产说,能将入射面25的入射光以散射角充分地收在上述β<38°的范围内,由此可知,自然不会产生倾斜部22的泄漏光。
因此,本实例的反射型LCD,为了控制光源光散射,通过在光源26与光导体24的入射面25之间设置棱镜板81,能使倾斜部22的泄漏光不产生,可进一步提高显示级别。
此外,在本实施例中,已将棱镜板81的顶角定为100°,然而并不一定局限于该角度。此外,作为限制光源光散射的光控制装置而使用棱镜板81,然而也不限于此,只要是能获得同样效果也可以使用,例如平行光管等。此外,如图30(a)所示,在光源26的周围用椭圆体镜98包覆,通过将光源26设置在该椭圆体镜98的焦点上也能获得同样的效果。另外,如文摘SID P.375(1995)上所记叙使用图30(b)所示的光管99,也可控制光源26的照射光的散射。
如上所述,本发明的前方照明装置进而在光源与入射面间具有限制光源光散射的光控制装置。
光源光主要由第2放射面的倾斜部反射,然而,由于倾斜部不是全反射、为了使光导体外部泄漏的成分减少,最好使光源光具有某种程度的定向性、使在上述倾斜部上以小于临界角的角度入射的成分减少。因此,上述结构通过具有限制光源的光散射的光控制机构,使从倾斜部的泄漏光减少,进一步提高光的利用率,同时可防止被照明物图象产生模糊。其结果,可实现作为能获得明亮且鲜明被照明物图象的面光源的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置的上述结构中,光控制机构用于限制以大于临界角的入射角从入射面向第2放射面的倾斜部直接入射的光源光的散射。
因此,根据上述结构,通过光控制机构限制光源光的散射,能使在从入射面直接向倾斜部入射的光中,不存在以小于临界角的入射角入射的光。因此,使从倾斜部的泄漏光减少,进一步提高光的利用率,同时可防止被照明物图象产生模糊。其结果,可实现作为能获得明亮且鲜明的被照明物图象的面光源的前方照明装置。
此外,本发明的前方照明装置进而在光源与入射面之间设有、在几乎不存在从入射面向第1光导体上的第1放射面直接入射光的范围内、限制光源光散射的光控制机构。
在上述结构中,通过在第1光导体与第2光导体之间导入为缓和存在于光学界面上的折射率差的充填剂,与在第1光导体与第二光导体之间存在空气层的场合相比较,在从光源直接向第1放射面入射的光中,使通过第1放射面向第2光导体入射的成份变多。在该成分中,以比较大的入射角向第2光导体入射、也存在无助于对被照明物照明的成分。因此,上述结构通过光控制装置限制光源光的散射,能使从入射面向光导体入射的光中向第1放射面直接入射的成分几乎不存在。因此,可使从第1放射面以较大的入射角向第2光导体入射的成分减少。其结果,可进一步提高光的利用率、可实现明亮的前方照明装置。
实施例8
现对于本发明的其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与在前述各实施例中已说明过的功能相同的结构标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD,是在前述的各实施例已说明过的反射型LCD中,在前照明(或前照明***)与液晶管10之间充填防止因折射率差引起光衰减的调整充填剂(matching agent)。
现以在实施例1中说明过的反射型LCD中采用上述充填剂的结构为例进行说明。如在实施例1中参照图1已说明、前照明灯20的光导体24 在液晶管10的偏振光板18上叠层形成粒径约为50μm的粒状衬垫。因此,在液晶管10与光导体24之间,形成与上述衬垫的粒径大致相等厚度均匀的空隙29。
本实施例的反射型LCD,如图32所示,在上述空隙29中充填充填剂84。此外,作为充填剂84可使用例如紫外线(UV)硬化性树脂或甲醇水杨酸等。因此,光导体24成为不是与空气、而是与具有比空气折射率高的充填剂84接触。最好使上述充填剂84具有与光导体24的折射率大致相等的折射率。
这样,在光导体24的界面28与充填剂84接触场合与如前述实施例中光导体24的界面28与空气接触场合,在界面28上光的表现不同。
如图3 1(a)所示,在光源26的入射光中,大致垂直向入射面25入射的光,从入射面25向倾斜部22直接入射、反射后,通过界面28和充填剂84,向液晶管10入射。这时在界面28上的光的表现与界面28与空气接触的场合(参照图3(a))相同。
另外,如图31(b)所示,在光源26的入射光中,在从入射面25首先向界面23入射的光中,也有用平坦部21反射后向界面28入射光85a那样的光。由于界面28和具有与光导体24大致相同折射率的充填剂84接触,这样的光85、或如图31(c)所示、在光源26的入射光中的首先从入射面25向界面28入射的光,从界面28通过而不受任何作用。
这些光成为相对液晶管10的液晶层12以非常大的入射角入射,然而,由于用反射板反射,相对光导体24的界面28再次以上述大的入射角入射,而不会到达观察者。
然而,为了提高光源光的利用率,最好使从光源26向界面28直接入射的光不存在。因此,如图32所示,通过将入射面25形成使该入射面25与界面28成钝角倾斜,可使从入射面25向界面28直接入射的光不存在。
此外,如图33所示,入射面25与界面28所形成夹角γ的大小,若考虑光源光向入射面25入射后的散射角β时,最好为
γ≥90°+β。
据此,成为使入射面25入射的光源光的几乎全部向界面23的方向入射,可进一步提高光源光的利用率。
如上所述,本发明的前方照明装置,在第1光导体与第2光导体之间充填入为缓和在这些光导体间存在的光学界面上的折射率差的充填剂。因此,在上述结构中,与在第1光导体和第2光导体间存在空气层的场合相比,可抑制在第1光导体与第2光导体之间存在的因光学界面上的反射引起的光的衰减。其结果,可进一步提高光源光的利用率,可实现作为更光亮面光源的前方照明装置。此外,如上所述,由于若使第1光导体和第2光导体的其中之一的折射率与充填剂的折射率相等,能使第1光导体与第2光导体之间的光学界面的数减少,则效果更好。
此外,将本发明的前方照明装置构成在上述结构中、将上述入射面与第1放射面间形成钝角。因此,根据上述结构,通过将入射面与第1放射面间形成钝角、使从入射面入射的光源光中向第1放射面直接入射的光减少。因此,可进一步提高光源光的利用率,可实现更光亮的前方照明装置。
实施例9
现对本发明其它实施例,结合附图说明如下。对具有与在前述各实施例中已说明过的功能相同的结构标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD的特点是将前照明灯20形成相对液晶管10可自由开闭的盖状。
在前述的各实施例中,对作为前方照明装置的前照明灯或前照明***的各种形态已作了说明,然而,尤其如在实施例4中所述的结构,在光导体24的倾斜部22上设置反射膜47的场合,金属反射膜47阻碍周围光向光导体24入射。因此,周围环境在有必要以照明模式使用反射型LCD时不显得那么暗,然而在以反射模式使用又不能获得足够周围光量的状况、尤其存在以反射模式显示变暗的场合。
因此,如图34所示,本实施例的反射型LCD91,是将前照明灯20通过将其一边例如用铰链(未图示)等固定,设置成相对液晶管10可自由开闭。就是将前照明灯20形成具有为覆盖液晶管10和前照明灯20、可独立进行开闭的内盖92。
因此,能在以照明模式使用反射型LCD91场合、使前照明灯20覆盖在液晶管10的表面上状态、就是在仅将盖92打开的状态下使用,在以反射模式使用反射型LCD91场合,能在相对液晶管10将前照明灯20打开状态使用。
因此,在以反射模式使用时,因前照明灯20而不发生光的损失,可实现经常获得明亮显示的反射型LCD。
另外,在上述中已对将前照明20中的至少一部分相对液晶显示器固定的结构作了说明,然而,也可以将前照明20形成相对液晶管10可自由装卸的完全单元化结构。但是,在此场合、需考虑从液晶管10上卸下后对前照明灯20的保管方法。
此外,已对在内盖状内具备前照光灯20的反射型LCD作了说明,然而,也可以构成将在前述各实施例中说明过的前照光***设置在内盖状内。
如上所述,本发明的反射型液晶显示装置是将在前述各实施例中所示前方照明装置设置成相对反射型液晶件可自由开闭。因此,根据上述结构,在将前方照明装置点灯状态使用该反射型液晶显示装置场合,将前方照明装置覆盖在液晶管上状态使用,在前方照明装置成为不必要场合,可在相对液晶管将前方照明装置打开状态下使用。因此,在前方照明装置成为不必要场合,不会因前方照明装置而妨碍周围光的入射,可提供能获得经常明亮显示的反射型液晶显示装置。
实施例10
现对本发明其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与在前述各实施例中已说明过的功能相同的结构标上相同的符号,并省略其说明。
在前述各实施例中,已对作为前方照明装置的前照明灯或前照明***与作为被照明物的反射型液晶管相组合结构的反射型LCD作了说明。但是,本发明的作为前方照明装置的前照明灯或前照明***并不是只能与反射型液晶管组合使用。例如,如图35所示,本实施例的照明装置95就是将前述各实施例中的前照明灯或前照明***作为独立的单元形成的,能对各种对象物照明。
例如,上述的照明装置95,如图35所示,可配置在书本96上使用。因此,如图36所示,由于照明装置95可仅对大致正下方的区域照明,例如在寝室等内看书时,具有不会打扰周围的人的效果。
此外,本发明可不受上述各实施例的限定,在本发明宗旨范围内可以有种种变化。例如,作为光导体的材料,具体以PMMA为例,然而只要能均匀、无衰减地光导、具有适当折射率的材料均可使用,例如玻璃、聚碳酸酯、聚氯乙烯或聚脂等。另外,上述光导体的倾斜部和平坦部的尺寸等也只是举例说明、在可获得同等效果的范围内可自由地设计。
此外,作为液晶管,可使用单极矩阵(matix)LCD、活性矩阵型(active matrix)型LCD等各种LCD。此外,在上述中使用了采用一块兼备偏振光器和检偏振光器的偏振光板的ECB模式(单偏振光板模式)的液晶管,然而,也可以使用不采用偏振光板的PDLCs或PC-GHs等的其他液晶管。
如上所述,本发明的前方照明装置不限于如上所述各实施例中所示作为被照明也不限定于反射型液晶显示元件,一般也可用于借助外部光的照明、识别显示的显示媒体。因此,例如,通过使上述前方照明装置可从反射型液晶显示装置的装卸,在不使用液晶显示装置的场合,适当将前方照明装置卸下用于其他的显示媒体上。
实施例11
现对本发明的其它实施例,结合附图说明如下,对具有与在前述各实施例中已说明过的功能相同的结构标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD,如图37所示,在反射型液晶管10a的前面具有前照明灯20a的结构方面与前述实施例1相同,然而在以下方面即在反射型液晶管10a与前照明20a之间配置了作为第2光导体(光学装置)的防反射膜13、在光导体24上形成的平坦部21和倾斜部22的宽(节距)不同方面、及在反射型液晶管10a的内部形成反射电极(反射板)方面与前述实施例1不同。
首先,对前照明灯20a进行具体说明,前照明灯20a与前述实施例1同样,主要由光源26和光导体24组成,用与光导体24的入射面25相接的反射镜27覆盖作为线光源的光源26。
将光导体24的液晶管10a一侧的界面(第1放射面)28形成平坦面,面对该界面的界面(第2放射面)23由与界面28平行或大致平行的平坦部21和相对该平坦部向同方向以一定角度倾斜的倾斜部22相互交替相连地配置而成。
这样,与前述实施例1同样,如图37所示,将光导体24形成在把光源26的长度方向作为法线的剖面上,随着远离光源26而低下去的阶梯状。
现对光导体24的形状,参照图38(a)-(c)作详细说明。图38(a)是从平坦部的法线方向上方看光导体的俯视图,图38(b)是从入射面的法线方向看光导体的侧视图,图38(c)是用同时垂直于入射面和界面的面剖切光导体的剖视图。
作为光导体24的材料,在本实施例中使用丙烯酸酯板,用金属模成形可将光导体24加工成阶梯状。在本实施例中,光导体24的宽度W=75mm、长度L=170mm、入射面25部分的厚度h1=2.0mm、平坦部21的宽度W1=0.2mm。此外,通过使倾斜部22的阶梯差h2=10μm、相对平坦部21的倾斜角α=45°,使倾斜部的宽度W2约10μm。
此外,在本实施例中,将光导体24构成沿离开入射面25、即离开光源26的方向、使平坦部21的宽度W1与倾斜部22的宽度W2之和W3=0.21mm渐渐变小的结构。关于该平坦部21和倾斜部22的结构,参照图38(a)-(c)与图39作进一步具体说明。此外,在光导体24中,以下在把离开光源26侧的光源26的长度方向作为法线的方向作为第1方向,在图中用箭头A表示。
如图39所示,由每平坦部21和每倾斜部22组合为一组,将离光源26最近侧的由100个平坦部21和倾斜部22组组成的块作为第1块B1。且将该第1块B1中的沿第1方向的方向间隔W4为21mm。
使下一由100组组成的块的第2块B2的上述间隔W4为20mm。进而,使再下一的第3块B3的间隔W4为19mm,第4块B4的间隔W4为18mm,第5块B5的间隔W4为17mm。
因此,在本实施例的光导体24中,成为对于从光源侧端面、沿第1方向至不配置光源26一侧端面为止的每1块,使各块的间隔W4依次各减少1mm。就是成为随着离开光源26,每一由平坦部21和倾斜部22组成的100组,其平坦部21的节距与倾斜部22的节距之和(平坦部21的宽度W1与倾斜部22的宽度W2之和W3)这样一直各减少10μm(0.01mm)此外,为了说明的方便,在图38(a)-(c),对于平坦部21和倾斜部22的节距的减少未予以图示。
在上述光导体24中,上述倾斜部22主要具有作为将光源26的光向界面28反射的面的微小光源部的作用。另外,平坦部21主要具有作为在前照明灯20的照明光作为液晶管10a的反射光返回时,让该反射光向观察者一侧透视面的作用。这些部分的作用,与前述实施例1一样。
此外,上述前照明灯20a中的光导体24,除将其形成阶梯状、还具备对于每一分别由平坦部21和倾斜部22组成的100组、使1组的节距例如分别减少10μm,就是使阶梯的节距随着远离光源26而减小。因此,如图40(a)所示,使每单位面积的倾斜部22的数目随着远离光源26而增加。
光源26进入入射面25入射的光,因具有作为微小光源部作用的倾斜部22而反射由于每在面积的倾斜部22的数量随着远离光源26而增加,因此作为用前照明灯20a被照明的被照明物的反射型液晶管10a,其亮度随着离开光源26增强。通常,由于存在亮度随着离开光源降低的倾向,若用本实施例的光导体24的结构,在界面28(第1放射面)上,使亮度随着离开光源而降低被抵消,能使光源的光以高角度、高效率地对被照明物全体照射。其结果,可使在作为被照明物一侧的界面(第1放射面)的界面28一侧的亮度分布均匀。
对此,在如图40(b)所示、将光导体124形成楔形平板状的传统前照明120中,成为光源26向入射面125入射的入射光照原样用界面123进行反射。因此,在第1放射面(前照明为灯120上为界面128)上的亮度随着离开光源26而降低。
此外,第1放射面上的亮度分布状态如图41所示,与表示传统前照明灯120的亮度分布的曲线图F相比,表示本实施例的前照明灯20a的亮度分布为曲线E、即使在远离光源26处也大致不变。由此可见,本实施例的前照明灯20a具有能使第1放射面(界面28)上的亮度分布均匀的优点。
此外,在上述结构的光导体24中,由于阶梯的节距为0.21mm,成为在与光导体24对应的反射型液晶管10a的图象周围形成的黑体(matrix)的节距与上述倾斜部22的槽的节距不同。其结果,由于可抑制因黑体与倾斜部22的干扰而导致莫尔(moire)纹的发生,可使反射型LCD的显示级别提高。此点将后述。
有关上述光导体24的放射角度特性的结果如图42所示,对于作为被照射物的反射型LCD一侧(界面28一侧)的曲线图G在受光角为-10°至-5°期间、亮度上升至作为峰值的2000cd/m2。对此,对于观察者一侧(界面23一侧)的曲线H、在受光角为-60°时亮度成为最高5000cd/m2程度,在观察反射型LCD的角度为0°的附近亮度成为100cd/m2以下。
这样,从配置在光导体24的端面上的光源26的光,可从界面28以大致垂直的角度对被照明物(反射型LCD)放射。同时,在作为界面23侧的观察者一侧几乎没有光的泄漏,能以高角度高效率地将光源光引向被照明物。
此外,在本实施例中,作为光源使用荧光管,然而,作为光源可不限于此,例如,可使用LED(发光二极管)、EL元件、或钨丝灯。
下面,对液晶管10a进行说明,该液晶管10a如图37所示,其基本结构与前述实施例1的液晶管10相同样,不同之处在于在液晶管10a内形成反射板。
该液晶管10a,也如图43所示,用一对电极基板11a·11c将液晶层12夹持,在作为显示面侧的电极基板11a的一侧上具有相位差板49和偏振光板18。相位差板49(图37中未图示)在图43中只有一片,然而,也可以为2片,没有也可以。
上述电极基板11a,在具有透光性的玻璃基板14a上设置滤色构件38,在其上设置透明电极15a(扫描线),形成覆盖该透明电极15a的液晶定向膜16a。此外,根据需要对于电极基板也可形成绝缘膜等。还有,滤色构件38在图37上未图示。
此外,电极基板11c,在玻璃基板14b上形成绝缘膜19,再在其上形成反射电极(反射极)17a,且形成覆盖该反射电极17a的液晶定向膜16b。在上述绝缘膜19的表面上形成多个凹凸部,在覆盖该绝缘膜19的反射电极17a的表面上也形成多个凹凸部。
上述反射电极17a兼作为驱动液晶怪12的液晶驱动电极和反射板。作为该反射电极17a可采用有优良反射特性的铝(Al)反射电极。并且上述绝缘膜19用有机抗蚀剂形成。该绝缘膜19上的接触孔或凹凸部用后述的光刻法形成。上述玻璃基板14a·14b、透明电极15a·15b、及液晶定向膜16a·16b的材料及形成方法等,与前述实施例1一样。
现对上述电极基板11c的形成方法,根据图44(a)-(e)作详细说明。
首先,如图44(a)所示,在玻璃基板14上全面地涂复有机抗蚀剂,通过烘焙形成绝缘膜19。此后,如图44(b)所示,通过夹在中间的掩膜(mask)30向绝缘膜19照射紫外线30a,然后,如图44(c)所示,除去紫外线30a的照射部,在紫外线30a的被照射部上形成规定的图形。
接着,如图44(d)所示,对于形成规定图形的绝缘膜19,通过进行180°的加热处理烧成。使在有机抗蚀剂上产生热塌角,由该热塌角形成凹凸部19a。
最后,如图44(e)所示,进行铝的真空蒸镀、将该凹凸部19a覆盖。据此,沿凹凸部19a在其表面上形成具有凹凸部的反射电极17a。
将这样获得的电极基板11c和上述电极基板11a配置成使液晶定向膜16a、16b相互面对面、使摩擦处理的方向成为相互反向平行、且用粘接剂贴合。此外,在电极基板11a·11c之间,为了使由该电极基板11a·11c形成的空隙间隔均匀,而预先撒布粒径为4.5μm的空心玻璃粒衬垫(未图示)。而且,在该空隙中用真空抽气方法导入液晶形成液晶层12。另外,液晶层12的材料也与前述实施例1的相同。
按如上所述制造本实施例的反射型液晶管10a、尚未说明的制造工序及制造条件等,与前述实施例1的反射型液晶管10相同,故省略。
在上述电极基板11c的反射电极17a上形成的凹凸部的图形(即,绝缘膜19的凹凸部19a的图形)按不规则形成、为将向反射型液晶管10a入射的入射光向特定的方向散射反射。
上述绝缘膜19上的凹凸部,最好使凸部顶点与凹部的底面的差为0.1μm-2μm。若凹凸部上的凸部的顶点与凹部的底面之差在此该范围内,可不受液晶分子定向和液晶管的管厚度的影响地使入射光散射。
对于使这样形成的上述反射电极17a的反射特性与表示大致与纸同样的散射反射特性的标准白色板(MGO)的反射特性相比较的场合、现根据图45进行说明。上述MGO(和纸等)显示如在图中用虚线曲线M所示,表示无方向性的反射特性。与此相对,上述反射电极17a(MRS)如图中实线曲线N所示、具有在±30°的角度范围按定向散射反射特性。
对于具有这样的反射电极17a的反射型液晶管10a,即使是从正反方向以外的光入射,也能观察到图象。此外,上述反射电极17a的反射特性,不限定于图45所示的特性,可通过适当变更反射电极17a的设计,能使与按照各类机器使用的反射型LCD的特性相对应。
此外,由于将上述反射电极17a形成在与反射型液晶管10a内的液晶层12相邻、与将反射板形成在反射型液晶管10a的背面一侧(面对与光导体24接触侧的面)的场合相比较,可消除因玻璃基板14b所产生的视差。因此,在获得的反射型LCD中可抑制图象重映。且可使反射型液晶管10a的结构要素简化。
另外,本实施例的反射电极17a如图37和图43所示、反射型液晶管10a的显示模式也可以是具有偏振光板18的偏光模式。此外,如图46所示,也可以是格斯特(guest-host)模式(无偏振光板)的反射型液晶管。此外,该反射型液晶管的基本结构与反射型液晶管10a大致相同,故省略详细说明。
以下,对配置在上述液晶管10a上的象素结构进行说明,如图47所示,上述反射型元件10a沿该反射型液晶管上10a的长度方向形成多条扫描线54…,沿垂直于形成该扫描线54…的方向上形成多条信号线55…。而且,与由该扫描线54…与信号线55…形成的格子状的图形相对应,形成多个象素56…。
1个象素56由与红(R)·绿(G)·蓝(B)的3个滤色构件相对应的象素电极56a构成。将这些象素电极56a沿形成扫描线54…的方向按R·G·B的顺序配置。
作为上述反射型液晶管10a的形状,在本实施例中,成为对角6.5型尺寸(纵向WL=58mm、横向LL=154.5mm)、扫描线54的数目Xm=240条、信号线55的数目Yn=640条。此外,配置在反射型液晶管10a上的象素56的节距PL=0.24mm(R·G·B)。在上述象素56…的***形成宽度为8μm的未图示的黑体(以下,简称为BM)。
在本实施例的反射型LCD中、成为上述的反射型液晶管10a和前照明20a组合。这里,在前照明灯20a中,光导体24的平坦部21和倾斜部22的节距如上所述是0.21mm,比扫描线54…,即BM的节距还小。因此,可使上述反射型液晶管10a的BM的节距与上述倾斜部22的槽的节距不同。如将其各节距错,可抑制因BM与倾斜部22的干扰引起的莫尔条纹的发生。因此,可提高所获得的反射型LCD的显示级别。
在上述的光导体24的结构中,平坦部21和倾斜部22的节距比扫描线54…的节距还小,然而,也可以使上记节距比扫描线54…的节距还大。也就是说,为了抑制发莫尔条纹的发生,只要使倾斜部22的槽的节距与BM的节距不同就可以。
在此,平坦部21的宽度W1与倾斜部22的宽度W2之和W3为倾斜部22的槽的节距。并且,上述BM将扫描线54…和信号线55…遮蔽,然而,由于平行于倾斜部22的槽的为扫描线54…,故扫描线54的节距P1为BM的节距。
为了使上述倾斜部22槽的节距与BM的节距不同,只要上述W3与P1为不一致(W3≠P1)就可以,对W3与P1的关系尤其希望W3的宽度大于P1的2倍(W3>2P1)或W3的宽度小于P1的一半(W3<1/2P1)
当上述W3与P1的关系不在上述范围时,即使倾斜部22槽的节距与BM的节距不同,从光学上的判断来说,可认为大概一致。因此,由于不能有效地抑制莫尔条纹的发生,故不可取。
此外,本实施例中的平坦部21的宽度W1倾斜部22的宽度W2以及W1与W2的和W3、倾部22的角度等不受上述数值限制,只要形成使与使用的反射型液晶管10a的象素一致就可以。
并且,本实施中,对应于为了使亮度分布均匀化,沿随着离开光源26方向(第1方向)使平坦部21的节距减少,然而,也可以通过代之以倾斜部22的角度变化使平坦部21与倾斜部22的节距之和减少。例如,通过使平坦部21减小的同时,使平坦部21与倾斜部22构成的角度α沿随着远离光源26的方向(第1方向)减小,可使平坦部21与倾斜部22的节距之和减小。即使在这种场合下,由于可将入射倾斜部的入射光在随着远离光源26的方向(第1方向)上有效地放射,故能使亮度分布平均化。
此外,本实施例的反射型LCD是在上述结构的前照明灯20a和上述结构的反射型液晶管10a中,再在该前照明灯20a与反射型液晶管10a之间配置作为第2光导体的防止反射膜。
现对该防止反射膜进行说明,在上述反射型LCD中,在反射型液晶管10上的配置偏振光板18、和在光导体24的界面(第1放射面)上粘接作为上述防止反射膜的防止反射片13。
该防止反射片13,在本实施例中使用日东电工株式会社制造的防止反射片(TAC-HC/AR)。该防止反射片13成为具有4层结构的多层结构膜。具体地说,成为使用作为基层材料的三醋酸纤维素(TAC)并在其上分别形成作为第一层MgF2、第2层CeF3、第3层TiO2、第4层MgF2的防止反射膜13。
上述TAC片的折射率n1=1.51、厚度为100μm。第1层MgF2的折射率nm=1.33、厚度约100nm、第2层CeF3的折射率nc=1.63、厚度约120nm、第3层TiO2的折射率nti=2.30、厚度约120nm、第4层MgF2的折射率n=1.38、厚度约为100nm。在基层材料的TAC片上依次用真空蒸镀法形成此第1层至第4层。
此外,在与前照明灯20a粘接时,形成具有与用于光导体24的丙烯酸酯材料的折射率n2大致相同的折射率n1的丙烯酸酯系的粘接剂层。因此,可大体不改变光导体24内光的输入输出条件、提高防止反射效果,同时还可防止亮度分布不均及发生彩虹分光。
此外,上述第1层的TAC片不是作为防止反射片13结构中必须的构件,例如,也可以除去第1层而将第2层至第4层直接叠在光导体24上。但是,在此场合下,恐使制造成本略有上升。
上述多层结构膜的防止反射片13对于波长λ=550nm的入射光、成为λ/4-λ/2-λ/4-λ/4波长板的结构。因此,该防止反射片13可作为在宽波长带中的防止反射片13。
在上述光导体24中,成为在该光导体24的表面(界面23)上形成的倾斜部22具有作为对反射型液晶管10a的微小光源部的功能。因此,来自倾斜部22的光对反射型液晶管10a进行照射,而在光导体24与反射型液晶管10a的界面、即作为面对界面23的面界面28上,来自倾斜部22的光中的约4%被反射成为反射光。
由于该反射光的产生,就形成从界面28向界面23一侧的反射图象。因此,该反射图象与在上述倾斜部22上的图象相互干扰或绕射,从观察者看来,就在反射型LCD的表面上产生亮度分布的不匀及彩虹分光。
然而,本实施例的反射型LCD,由于在反射型液晶管10a与前照明灯20a之间、即在光导体24的界面28一侧,配置防止反射膜(防止反射片13),可抑制来自倾斜部22的入射光在界面28上反射而产生的反射光。
因此,可防止在作为微小光源部的倾斜部22上的图象与在界面28一侧反射的反射图象的干扰或绕射。因此,可防止发生在观察者一侧观察到的显示方向上的亮度分布不匀及彩虹分光。
关于若将本实施例的反射型LCD中配置该防止反射片13的场合与不配置的场合的显示亮度分布进行比较,由图48所示可知,配置了反射防止反射片13时的曲线图C的亮度分布一定、无不不匀现象,且亮度比其高,即提高了亮度。
并且,上述结构的防止反射片13,由于可直接采用市售的材料,故可抑制前照明灯20a的制造成本上升。因此,可获得廉价的前照明灯20a和具有该前照明的反射型LCD。
此外,由于可用具有与作为第1光导体的光导体24的折射率n2大致相等的折射率n1的粘接剂粘接上述防止反射片13,故可大致不改变光导体内的光的输入输出条件而提高防止反射效果。
此外,关于上述防止反射片13的结构和材料,不限于上述的结构和材料。例如,作为波长板的结构,也可采用λ/4-λ/2-λ/2-λ/2-λ/4-构成。通过用这样波长板构成,可进一步获得在宽波长带的防止反射效果。并且,也可用λ/4波长板的单层结构的防止反射片。但是,在这种场合下,将获得反射防止效果的波长带狭窄。
这样,通过将在光导体24的表面(界面23)上形成的平坦部21和倾斜部22的节距形成沿随着远离光源26的方向(第1方向)变小,使从上述倾斜部22的的反射光量与传统结构相比随着远离光源而增加。因此,可使在光导体24的界面23(第1放射面)上的亮度分布平均化。
并且,通过将前照明灯20a上的光导体24的界面23上的平坦部21和倾斜部22的节距形成为比反射型液晶管10a的节距要小,可抑制由于在象素56…的周围形成的BM与上述倾斜部22的槽引起的光的干涉所产生的莫尔条纹。因此,可防止反射型LCD的显示级别的下降。
此外,通过在反射型液晶管10a与前照明20a间设置防止反射膜(防止反射片13),可防止在光导体24的界面23上产生亮度分布的不匀和彩虹分光。因此,可获得更明亮且显示级别更高的反射型液晶LCD。
此外,通过在反射型液晶管10a的反射电极17a上形成凹凸部,可不受液晶分子的定向和液晶管厚度的影响地使入射光散射。因此,即使从正反射方向以外来的光向反射型液晶管10a入射也能观察图象。
如上所述,本发明的前方照明装置,是将第2光导体构成作为对来自第1光导体的第2放射面的光在该第1光导体的第1放射面上的反射进行抑制的光学结构。
通常,第1光导体的第1放射面使来自第2放射面上形成的倾斜部的光被反射成为反射光。用该反射光的产生,形成来自第1光导体上第1放射面向第2放射面的反射图象。其结果,因该反射图象与上述倾斜部上的图象互相干涉或绕射,从观察者看,发生被照明物的表面上产生亮度分布不匀及彩彩虹分光。
然而,采用上述的结构,由于前方照明装置具有作为第2光导体的上述光学装置,故可抑制来自倾斜部的入射光在第1放射面上被反射而产生的反射光。因此,可防止作为微小光源部的倾斜部的图象与由反射光引起的反射图象的相互干涉或绕射。因此,可防止产生在观察者一侧(第2放射面)观察到的显示方面的亮度不匀及彩虹分光。
在本发明的前方照明装置中、上述光学装置是防止反射膜。由于可直接使用市售的防止反射膜作为上述光学装置,故可抑制前方照明装置的制造成本上升。其结果,可提供廉价的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置中,通过用与第1光导体具有的折射率大致相等的折射率的粘接剂使上述光学装置与第1光导体粘接。因此,取得可不改变第1光导体内光的输入输出条件、提高反射防止效果。
在本发明的前方照明装置中,使在上述光导体上形成的平坦部的节距与倾斜部的节距之和随着远离上述入射面而变小。因此,成为每单位面积上上述倾斜部的数量随着远离光源而增加。随着该倾斜部的增加,使被照明物表面上的亮度随远离光源而提高。通常,由于存在随远离光源亮度降低的倾向,上述结构中,通过该倾斜部的增加抵消了由于远离光源而引起的被照明物亮度的降低,可以高角度高效率地将光源的光引向整个被照明物。其结果,可使在被照明物的表面上的亮度分布平均化。
本发明的反射型液晶显示装置具有上述结构的前方照明装置,进而反射型液晶管具有扫描线,使前方照明装置的第2放射面上的平坦部的节距和倾斜部的节距之和比上述扫描线的节距小。
因此,根据上述的结构,由于上述平坦部与倾斜部的节距之和比扫描线的节距之和小,因此成为前方照明装置的倾斜部的节距与在反射型液晶管的象素周围形成的黑体的节距就不同。其结果,由于可抑制因黑体与倾斜部的干涉引起的莫尔条纹的产生。可提供所获得的反射型液晶显示装置的显示级别。
本发明的反射型液晶显示装置,在上述结构中,使在前方照明装置的第2放射面上的平坦部的节距与倾斜部的节距之和比上述扫描线的节距大。即使是该结构,成为能使前方照明装置的倾斜部的节距与在反射型液晶管的象素周围形成的黑体的节距不同。其结果,由于可抑制因黑体与倾斜部的干涉而产生莫尔条纹,故可提高所获得的反射型液晶显示装置的显示级别。
本发明的反射型液晶显示装置,在上述结构中,上述反射型液晶管具有在其表面形成不影响元件厚度的凹凸部的反射板。因此,反射板可不给液晶分子的定向和液晶管的厚度以影响地散射入射光。因此,即使来自正反射方向以外的光入射也能观察图象。
本发明的反射型液晶显示装置,在上述结构中,上述反射板是兼作驱动反射型液晶管的液晶层的液晶驱动电极的反射电极,且被设置成与该液晶层邻接。因此,与反射板不与液晶层邻接设置的场合相比较,可消除因构成反射型液晶管的电极基板引起的视差的产生。其结果,在所获得的反射型液晶显示装置中,可抑制图象重映。进而,由于反射极兼作液晶驱动电极,故还可使反射型液晶显示装置的结构简单化。
实施例12
现对本发明其它实施例,结合附图说明如下。并且,对具有与在前述各实施例中已说明过的功能相同的结构标上相同的符号,并省略其说明。
本实施例的反射型LCD,如图49所示,其基本结构与前述实施例2相同,而不同点在于在反射型液晶管10与前照明***51之间配置作为第3光导体(光学装置)的防止反射片(防止反射膜)13。
上述防止反射片13与前述实施例11中使用的构件相同。并且,由于对反射防止片13、反射型液晶管10和前照明***51的说明,已在前述实施例2和实施例11中进行,故省略。
在本实施例中,上述防止反射模13是在作为第1光导体的光导体24和作为第2光导体的光导体40上增加作为第3光导体的功能。
在不形成该反射防止片13的场合,使来自在第1光导全24的界面23(第2放射面)上形成的倾斜部的光在第2光导体40的底面(第2表面)42上、约4%左右被反射而成为反射光。成为由该反射光形成的倾斜部22的图象与上述光导体24上的倾斜部22相互干涉,其结果,在光导体24的界面28(第1放射面)上产生亮度分布不匀。
因此,在本实施例的反射型LCD中,在第2光导体40的底面42与反射型液晶管10的显示面一侧的面之间配置了与前述实施例11中结构相同的反射防止片13。通过配置该反射防止13、可有效地抑制上述反射光的发生。因此,可抑制在界面28上的亮度分布不匀,可实现高级别显示的反射型LCD。
如将在反射型LCD中配置了上述防止反射片13的场合与不配置的场合相比较,如图50(a)·(b)所示,与表示不配置场合下亮度分布图50(b)相比,表示配置了上述防止反射片13场合下的亮度分布图50(a)的亮度峰值的节距P沿整个第2光导体40的底面42大致相等,而且亮度峰值平缓、亮度分布不匀减少。因此,使亮度状态改善。
并且,用具有与第2光导体40的折射率n2大致相等的折射率n1的粘接剂进行上述反射防止片13的粘接。因此,可大致不改变第2光导体40内的光的输入输出条件、提供防止反射效果。
此外,由于上述结构的反射防止片13,可直接采用市售的物品,故可抑制前照明***51的制造成本的上升。因此,可获得廉价的前照明***51和具有该前照明***的反射型LCD。
如上所述,本发明的前方照明装置,是在上述第2光导体的第2表面上具有作为第3光导体、对来自第1光导体上第2放射面的光用该第2表面反射进行抑制的光学装置的结构。
通常,在第2光导体的第2表面上,使来自在第1光导体的第2放射面上形成的倾斜部的光的一部分反射成为反射光。由于该反射光的产生,形成了从第1光导体上的第1放射面向第2放射面的反射图象。其结果,该反射图象与上述倾斜部上的图象相互干涉或绕射,从观察者看、在被照明物的表面上产生亮度分布的不匀及彩虹分光。
然而,根据上述结构,由于前方照明装置具有作为第3光导体的上述光学装置,可抑制倾斜部的入射光在第2表面上反射而产生的反射光。因此,可防止在作为微小光源部起作用的倾斜部上的图象与由反射光引起的反射图象的干涉或绕射。因此,可防止产生在观察者一侧(第2放射面)所观察的显示上的亮度分布的不匀及彩虹分光。
本发明的前方照明装置中的上述光学装置是防止反射膜。因此,作为光学装置,由于可直接采用市售的防止反射膜(防止反射片),故可抑制前方照明装置的制造成本上升。因此,可提供廉价的前方照明装置。
在本发明的前方照明装置中,由于上述光学装置是用具有与上述第2光导体的折射率大致相等的折射率的粘接剂与第2光导体进行粘接。因此,可大致不改变光导体内的光的输入输出条件、提高反射防止效果。
以上通过详细说明的具体实施形态或实施例,是为了明白介绍本发明技术内容,但不应该狭义地理解为本发明仅限定于这些实施例,在本发明宗旨下可以有各种实施变化。
Claims (42)
1.一种前方照明装置,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、向被照明物放射光且将来自被照明物的反射光入射的第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放射面由主要将光源光向第1放射面反射的倾斜部和主要让来自被照明物的反射光透射的平坦部相互交替相连而成阶梯状。
2.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于将上述光导体作为第1光导体,进而具有使上述第1放射面的放射光的亮度分布均匀化的第2光导体。
3.根据权利要求2所述的前方照明装置,其特征在于第2光导体具有与第1光导体的第1放射面面对面的第1表面和面对上述第1表面把从第1光导体通过上述第1表面入射的光向被照明物放射的第2表面,同时把上述第1表面和第2表面形成使从第1光导体的第2放射面的各倾斜部至上述第2表面的距离均匀。
4.根据权利要求3所述的前方照明装置,其特征在于第1光导体的折射率与第2光导体的折射率相等。
5.根据权利要求3所述的前方照明装置,其特征在于将第1光导体与第2光导体形成一体。
6.根据权利要求3所述的前方照明装置,其特征在于在上述第2光导体的第2表面上具有作为第3光导体、对从第1光导体的第2放射面的光用该第2表面反射进行抑制的光学装置。
7.根据权利要求6所述的前方照明装置,其特征在于上述光学装置是防止反射膜。
8.根据权利要求6所述的前方照明装置,其特征在于上述光学装置用具有与上述第2光导体的折射率相等的折射率的粘接剂进行与第2光导体相粘接。
9.根据权利要求2所述的前方照明装置,其特征在于所述第2光导体是使来自第1光导体的第1放射面的放射光散射的光散射体。
10.根据权利要求9所述的前方照明装置,其特征在于上述光散射体是前方光散射体。
11.根据权利要求2所述的前方照明装置,其特征在于上述第2光导体是对来自第1光导体的第2放射面的光用该第1光导体的第1放射面反射进行抑制的光学装置。
12.根据权利要求11所述的前方照明装置,其特征在于上述光学装置是防止反射膜。
13.根据权利要求11所述的前方照明装置,其特征在于上述光学装置用具有与上述第2导向体具有的折射率相等折射率的粘接剂进行与第2光导体相粘接。
14.根据权利要求2所述的前方照明装置,其特征在于在第1光导体与第2光导体之间充填入使因存在于这些光导体之间的光学界面引起的折射率差缓和的充填剂。
15.根据权利要求14所述的前方照明装置,其特征在于在光源与入射面之间进而具有控制光源光的散射在不存在从入射面向第1光导体的第1放射面直接入射的成分的范围内的光控制装置。
16.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于上述入射面位于光导体的侧面。
17.根据权利要求16所述的方照明装置,其特征在于上述倾斜部向垂直于第1放射面的投影总和与入射面向上述平面的投影相等。
18.根据权利要求16所述的前方照明装置,其特征在于上述入射面与上述第1放射面形成钝角。
19.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于进而具有使光源光仅向上述入射面入射的聚光装置。
20.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于上述倾斜部向上述第1放射面投影的总和比上述平坦部向上述第1放射面投影的总和面积小。
21.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于上述平坦部是与上述第1放射面平行、或产生以相对上述第1放射面为10°以下的倾斜。
22.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于设光导体的折射率为n2,设与上述倾斜部接触的外部介质的折射率为n1,光源向倾斜部入射光的入射角θ满足下述不等式:
θ≥arc sin(n1/n2)
23.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于在上述倾斜部的表面上设置使光反射的反射构件。
24.根据权利要求23所述的前方照明装置,其特征在于设光导体的折射率为n2,设与上述倾斜部接触的外部介质的折射率为n1,光源向倾斜部入射光的入射角θ满足下述不等式:
θ<arc sin(n1/n2)
25.根据权利要求23所述的前方照明装置,其特征在于在上述反射构件的表面上设置遮光构件。
26.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于进而具有使第2放射面平坦部放射的光与倾斜部放射的光的放射方向一致的补偿装置。
27.根据权利要求26所述的前方照明装置,其特征在于上述补偿装置具有面对光导体第2放射面的第1表面和面对上述第1表面的第2表面,同时将补偿装置的第1表面形成由与光导体的第2放射面的倾斜部平行的倾斜面和与上述第2放射面的平坦部平行的平坦面相互交替相连而成与第2放射面互补的阶梯状。
28.根据权利要求26所述的前方照明装置,其特征在于在上述补偿装置中,使主要让第2放射面的倾斜部的放射光入射的区域与主要让第2放射面的平坦部的放射光入射的区域具有不同的折射率。
29.根据权利要求26所述的前方照明装置,其特征在于在上述补偿装置中,在主要让第2放射面的倾斜部的放射光入射的区域设置绕射元件。
30.根据权利要求26所述的前方照明装置,其特征在于在上述补偿装置中,在主要让第2放射面的倾斜部的放射光入射的区域设置遮光构件。
31.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于在光源与入射面之间,进而具有限制光源光散射的光控制装置。
32.根据权利要求31所述的前方照明装置,其特征在于在所述光控制为从入射面向第2放射面的倾斜部直接入射光的入射角在比临界角大的范围限制光源光的散射。
33.根据权利要求1所述的前方照明装置,其特征在于在上述光导体上形成的平坦部的节距与倾斜部的节距之和随着远离上述入射面而变小。
34.一种反射型液晶显示装置,具备具有反射板的反射型液晶管,在该反射型液晶管的前面配置前方照明装置,该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、向被照明物放射光且将来自被照明物的反射光入射的第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放射面由主要将光源光向第1放射面反射的倾斜部和主要让来自被照明物的反射光透射的平坦部相互交替相连而成阶梯状。
35.根据权利要求34所述的反射型液晶显示装置,其特征在于所述反射型液晶管具有扫描线,上述扫描线的节距与前方照明装置的第2放射面上的平坦部的节距相等,平坦部被配置在扫描线的上方。
36.根据权利要求34所述的反射型液晶显示装置,其特征在于所述反射型液晶管具有扫描线,前方照明装置的第2放射面上的平坦部的节距与倾斜部的节距之和比上述扫描线的节距小。
37.根据权利要求34所述的反射型液晶显示装置,其特征在于所述反射型液晶管具有扫描线,前方照明装置的第2放射面上的平坦部的节距与倾斜部的节距之和比上述扫描线的节距大。
38.根据权利要求34所述的反射型液晶显示装置,其特征在于上述反射型液晶管具备在其表面上有凹凸部的反射板。
39.根据权利要求38所述的反射型液晶显示装置,其特征在于上述反射板是兼作驱动反射型液晶管的液晶层的液晶驱动电极的反射电极,且设置成与该液晶层邻接。
40.根据权利要求34所述的反射型液晶显示装置,其特征在于所述前方照明装置被设置成相对反射型液晶管可自由开闭。
41.一种反射型液晶显示装置,在具有反射板的反射型液晶管的前面具有前方照明装置,该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、向被照明物放射光且将来自被照明物的反射光入射的第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放射面由主要将光源光向第1放射面反射的倾斜部和主要让来自被照明物的反射光透射的平坦部相互交替相连而成阶梯状,进而具有使第2放射面平坦部放射的光与倾斜部放射的光的放射方向一致的补偿装置,所述补偿装置对于规定的压力具有可挠性,分别在所述补偿装置和第2放射面上设置一对检测出通过相互接触施加压力位置的位置检测机构。
42.根据权利要求41所述的反射型液晶显示装置,其特征在于所述反射型液晶管具有扫描线,上述位置检测装置包含在所述第2放射面的平坦部上形成的透明电极,上述扫描线的节距与上述透明电极的节距相等,且将所述透明电极配置在所述扫描线的上方。
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