專利名稱：光波導(dǎo)、光源裝置、顯示裝置和配有它們的信息終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)、配有光波導(dǎo)的光源裝置、使用光源裝置的顯示裝置和信息終端，特別是涉及具有發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻且發(fā)射效率高的光波導(dǎo)的光源裝置，以及辨認(rèn)率高且所需電能消耗少的顯示裝置，和配有它們的信息終端。
背景技術(shù)：
在顯示裝置中，液晶顯示(LCD)的特點是重量輕、體積薄。因此，LCD已廣泛應(yīng)用為便攜式、筆記本式信息處理終端和諸如此類的顯示裝置，或者用作包括例如便攜式電視、電子筆記本、便攜式電話和諸如此類此類的信息終端的顯示裝置。一般在LCD中，通過使用光源裝置對顯示板照明使信息的辨認(rèn)率增強(qiáng)。
作為用在LCD中的光源裝置，可用的有邊緣光型光源裝置，其中來自光源的光從變成發(fā)射面的片狀光波導(dǎo)側(cè)面進(jìn)入。因為邊緣光型光源裝置設(shè)置在近似棒形的光波導(dǎo)的側(cè)面，所以整個光源裝置的厚度能做得差不多等于光波導(dǎo)。因此，邊緣光型光源裝置能做得比光源設(shè)置在片狀光波導(dǎo)前表面的垂直型光源裝置薄。所以在LCD中已普遍使用邊緣光型光源裝置。
關(guān)于采用邊緣光型光源裝置，可使用的有點光源，例如發(fā)光二極管(LED)之類，或線光源例如冷陰極熒光燈(CCFL)。
圖12示出光源裝置的結(jié)構(gòu)，其中來自點光源的光被轉(zhuǎn)變成線光源(轉(zhuǎn)變成線狀光通量)，然后進(jìn)入片狀光波導(dǎo)。光源裝置101由點光源光源102a、102b、線狀光波導(dǎo)103和片狀光波導(dǎo)104構(gòu)成。在點光源102a和102b的發(fā)光方向上提供有線狀光波導(dǎo)103，在線狀光波導(dǎo)103的發(fā)光方向上提供有片狀光波導(dǎo)104。
在線狀光波導(dǎo)103中形成有帶周期性凹凸結(jié)構(gòu)的反射部105，或者在發(fā)射面103c的相對面上的光散射部。另外，在片狀光波導(dǎo)104中，形成包含周期性凹凸結(jié)構(gòu)的反射部106，或發(fā)射面104的相對面上的光散射部。
從點光源102a和102b發(fā)射并從入射面103a和103b進(jìn)入線狀光波導(dǎo)103內(nèi)部的光在反射部105被反射，結(jié)果其轉(zhuǎn)變成線光源并從發(fā)射面103c向線狀光波導(dǎo)103的外部發(fā)射。從線狀光波導(dǎo)103發(fā)射并從入射面104a進(jìn)入片狀光波導(dǎo)104內(nèi)部的光，在反射部106被反射，結(jié)果其轉(zhuǎn)變成片光源(轉(zhuǎn)變成片狀光通量)，其角度變化，并從發(fā)射面104c向片狀光波導(dǎo)104外部發(fā)射。
雖然在圖中沒有表示，顯示裝置設(shè)置成與片狀光波導(dǎo)104的發(fā)射面104c相對。順便說說，光源裝置101在給傳輸型顯示裝置照明的情況下用作背面光，在給反射型顯示裝置照明的情況下用作前面光。圖12表示采用光源裝置101作前面光的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步說，圖13中表示一種類型的光源裝置，其允許由光源(例如CCFL和諸如此類)發(fā)射的光直接進(jìn)入片狀光波導(dǎo)。光源裝置101由線光源108a和108b、片狀光波導(dǎo)104、反射器109a和109b構(gòu)成。線光源108a和108b設(shè)置成與片狀光波導(dǎo)104的入射面104a和104b相對。入射面104a和104b被反射器109a和109b連同線光源108a和108b遮蓋。
在片狀光波導(dǎo)104中，在與發(fā)射面104c相對的表面上，形成包含周期性凹凸結(jié)構(gòu)的反射部106或光散射部。
從線光源108a和108b發(fā)射的光直接或在反射器109a和109b中反射，此后它進(jìn)入片狀光波導(dǎo)104并在反射部106反射，結(jié)果其轉(zhuǎn)變成片光源。
雖然在圖中沒有表示，顯示裝置設(shè)置成與片狀光波導(dǎo)104的發(fā)射面104c相對。附帶提一下，圖13表示是采用光源裝置101作背面光的結(jié)構(gòu)。
近年來，對LCD增強(qiáng)辨認(rèn)率和減少電能消耗的要求日益增多。
在上述邊緣光型光源裝置中，進(jìn)入線狀光波導(dǎo)或片狀光波導(dǎo)的光在轉(zhuǎn)變成線光源或片光源期間，在光波導(dǎo)內(nèi)部重復(fù)反射。這時，光不僅在光波導(dǎo)和光散射部被吸收，而且其一部分返回光波導(dǎo)和反射器，從而在那里被吸收，這就引起光學(xué)損失而降低光波導(dǎo)的發(fā)射效率。結(jié)果產(chǎn)生一個問題是光源裝置的光學(xué)利用效率降低。順便提一下，“光波導(dǎo)的發(fā)射效率”是指從發(fā)射面向光波導(dǎo)外部發(fā)射的光量與從入射面入射到光波導(dǎo)的光量之比。再有，“光源裝置的光學(xué)利用效率”是指為顯示裝置照明的光量與從光源發(fā)射的光量之比。
為解決這個問題，在日本專利公報NO.2002-365439中披露了一種方法，通過修改線狀光波導(dǎo)的形狀，提高光源裝置的光學(xué)利用效率。
圖14示出這個公報披露的發(fā)明結(jié)構(gòu)。光源裝置101由點光源102a和102b、線狀光波導(dǎo)103和片狀光波導(dǎo)104構(gòu)成。圖14A示出光源裝置101的簡要頂視圖和前視圖，圖14B是線狀光波導(dǎo)103的反射部105的放大圖。
如圖14中所示，在點光源102a和102b的發(fā)光方向上設(shè)置有線狀光波導(dǎo)103，在線狀光波導(dǎo)103的發(fā)光方向上設(shè)置有片狀光波導(dǎo)104。
如圖14A中所示，光波導(dǎo)103在中心部位的寬度最窄，朝向兩個端部則變寬。在線狀光波導(dǎo)103中，在與發(fā)射面103c相對的表面上形成有反射部105。
如圖14B中所示，反射部105的構(gòu)成包括全反射面105a，其將光線從點光源102a和102b引導(dǎo)到線狀光波導(dǎo)103(換句話說，引導(dǎo)光線而不引起光學(xué)損失)；和光析取面105b，其反射進(jìn)入線狀光波導(dǎo)103的光，使其從發(fā)射面103c發(fā)射。光析取面105b形成近似V形的槽，允許從兩個點光源102a和102b入射的光反射。全反射面105a和光析取面105b形成的方法是隨著它從線狀光波導(dǎo)103的端部向中心靠近而逐漸靠近發(fā)射面103c。線狀光波導(dǎo)103在發(fā)射面103c的中心處寬度最窄，并被形成為朝向兩個端部變寬。
在片狀光波導(dǎo)104中，提供有包含周期性凹凸部的反射部106，或與發(fā)射面104c相對的表面上的光散射部。
從點光源102a和102b入射在線狀光波導(dǎo)103上的光在反射部105上反射，在轉(zhuǎn)變成線光源以后，從線狀光波導(dǎo)103發(fā)射，并從片狀光波導(dǎo)104的入射面104a進(jìn)入片狀光波導(dǎo)104。入射在片狀光波導(dǎo)104上的光在反射部106上反射。從而轉(zhuǎn)變?yōu)槠庠?，并從發(fā)射面104c發(fā)。
如上所述，線狀光波導(dǎo)103在中心部寬度最窄，向兩個端部變寬。因此，從點光源102a和102b入射在線狀光波導(dǎo)103的光的主要部分，在到達(dá)線狀光波導(dǎo)103寬度最窄的中心部以前向線狀光波導(dǎo)103外部發(fā)射，這使得在線狀光波導(dǎo)103上的反射次數(shù)減少。結(jié)果，在線狀光波導(dǎo)103上的光學(xué)損失減少，從而提高了光源裝置101的光學(xué)利用效率。
日本專利公報NO.2001-243822披露了另一種方法，其中改進(jìn)了片狀光波導(dǎo)的反射部的形狀，以提供片狀光波導(dǎo)的發(fā)射效率。
圖15示出這個公報中的光源裝置的結(jié)構(gòu)。光源裝置101由點光源102、線狀光波導(dǎo)103和片狀光波導(dǎo)104構(gòu)成。圖15A是光源裝置101的簡要頂視圖和簡要前視圖，圖15B是片狀光波導(dǎo)104的反射部106的放大圖。
如圖15A中所示，在點光源102的發(fā)光方向上設(shè)置有線狀光波導(dǎo)103，在線狀光波導(dǎo)103的發(fā)光方向上設(shè)置有片狀光波導(dǎo)104。
這里的線狀光波導(dǎo)103是楔形。在片狀光波導(dǎo)104中，在與發(fā)射面104c相對的表面上形成有反射部106。如圖15B中所示，反射部106的構(gòu)成包括全反射面106a，其對入射在片狀光波導(dǎo)104上的光進(jìn)行引導(dǎo)；光析取面106b，其允許片狀光波導(dǎo)104內(nèi)被引導(dǎo)的光(進(jìn)入光波導(dǎo)內(nèi)部而不引起損失)以從發(fā)射面發(fā)射的途徑進(jìn)行反射；和再入射面106c，其使光析取面106b發(fā)射的光再次進(jìn)入片狀光波導(dǎo)104。光析取面106b的傾斜角p和再入射面106c的傾斜角q的關(guān)系為p＜q，p＝45至65°，q＝80至90°。
從點光源102發(fā)射并入射在線狀光波導(dǎo)103上的光，在其由線狀光波導(dǎo)103轉(zhuǎn)變成線光源以后，入射在片狀光波導(dǎo)上并在反射部106上反射，結(jié)果其轉(zhuǎn)變成片光源。
在光源裝置101中，片狀光波導(dǎo)104從光析取面106b向外部發(fā)射的光的一部分，在發(fā)射之后立即從再入射面106c再次入射到片狀光波導(dǎo)104內(nèi)部，并在鄰接的光析取面106b上反射以后從發(fā)射面104發(fā)射。結(jié)果，在片狀光波導(dǎo)中的反射次數(shù)減少，片狀光波導(dǎo)104中的光學(xué)損失降低，因而提高了光源裝置101的光學(xué)利用效率。
雖然圖14中所示的光源裝置101試圖通過減少在線狀光波導(dǎo)103中的反射次數(shù)以提高發(fā)射效率，但從線狀光波導(dǎo)103發(fā)射的光的強(qiáng)度分布還不能做得均勻，因為反射次數(shù)減少了。也就是說，如圖16A中所示，從線狀光波導(dǎo)103發(fā)射的光的強(qiáng)度分布在接近線狀光波導(dǎo)103的兩個端部(入射面103a和103b)較強(qiáng)，而接近中心部位則變得較弱。結(jié)果從光源裝置101發(fā)射的光的強(qiáng)度分布的均勻性變差，使用光源裝置101的顯示裝置的辨認(rèn)率也降低。
此外，同樣適用于圖15中所示的光源裝置101。如圖16B中所示，從片狀光波導(dǎo)104發(fā)射的光的強(qiáng)度分布在接近端部(入射面104a)的部位較強(qiáng)，離開入射面104a則變得較弱。
另一方面，在日本專利公報NO.2001-332112和2002-40420中披露了針對從光波導(dǎo)發(fā)射的光的強(qiáng)度分布均勻性的發(fā)明。
圖17示出這些公報中披露的該發(fā)明的結(jié)構(gòu)。光源裝置200有楔形反射槽，隨著槽離開光源而加深其深度，為的是提高從光波導(dǎo)發(fā)射的光的均勻度。這樣，在光波導(dǎo)的中心部分，入射在楔形槽上的光量會增加，使從光波導(dǎo)發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻。
但是，在這種結(jié)構(gòu)情況下，因為槽的深度受限于槽的間距和槽的角度，在入射在光波導(dǎo)上的光中，幾乎平行的光不能有效地在槽上反射。結(jié)果，光學(xué)損失由于光在光波導(dǎo)內(nèi)重復(fù)反射或光被從與它所入射的入射面相對的入射面發(fā)射而變大，致使光源裝置的光學(xué)利用效率下降。也就是說，從光波導(dǎo)發(fā)射的光在利用效率低的狀況下才是均勻的，使用這個光波導(dǎo)的顯示裝置的辨認(rèn)率也變低。
這樣，對于裝備常規(guī)光源裝置的光波導(dǎo)來說，重要的是使發(fā)射的光的強(qiáng)度分布均勻和發(fā)射效率提高兩者兼容。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述這些問題完成了本發(fā)明，其目的是提供發(fā)射光的發(fā)射效率高和強(qiáng)度分布均勻的光波導(dǎo)，裝備有這種光波導(dǎo)的光源裝置，采用這種裝置的顯示裝置和信息終端。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種光波導(dǎo)，其特征在于它把從入射面取得的光從至少提供在鄰接入射面的表面上的發(fā)射面向外部發(fā)射，那里，在與發(fā)射面相對的表面上周期地形成全反射面，其對從入射面入射的入射光進(jìn)行導(dǎo)向；光析取面，其允許入射光向發(fā)射面反射并從發(fā)射面發(fā)射；和再入射面，其形成在光析取面與全反射面之間并再次取得從光析取面外部發(fā)射的光，在那里設(shè)定包含由光析取面和再入射面形成的近似V形的槽的底部并與發(fā)射面平行的表面，與鄰接V形槽且位于入射面?zhèn)鹊娜瓷涿婧凸馕鋈∶娴南嘟痪€之間的距離為d，包含V形槽底部的表面，與鄰按V形槽且位于入射面的相對側(cè)的全反射面和再入射面的相交線之間的距離為x，與發(fā)射面相對的表面具有x/d＜1的區(qū)域，以及至少d和x之一能周期地變化，從而使從發(fā)射面向外發(fā)出的光的強(qiáng)度分布做的均勻。
上述結(jié)構(gòu)中，在與發(fā)射面相對的表面上的x/d＜1的區(qū)域，優(yōu)選x-d保持恒定，而d和x變化，以使從發(fā)射面發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻，或者在與發(fā)射面相對的表面上的x/d＜1區(qū)域，優(yōu)選x/d保持恒定，而d和x變化，以使從發(fā)射面發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻。
因為上述光波導(dǎo)是在發(fā)射面相對的表面上以全反射面、光析取面和再入射面周期地形成的，所以不能反射但發(fā)射至光析取面的光，能再次從再入射面取入光波導(dǎo)，并導(dǎo)向進(jìn)入光波導(dǎo)的內(nèi)部，因而發(fā)射效率高。
另外，由光析取面和再入射面形成的近似V形的槽的底部，與鄰接V形槽且位于入射面?zhèn)鹊娜瓷涿嬷g的距離d，以及V形槽底部與鄰接V形槽且位于入射面相對側(cè)的全反射面之間的距離x，在配置中是變化的，所以在光不被反射但發(fā)射至光析取面以后，從再入射面再次取入光波導(dǎo)內(nèi)部的光量是可調(diào)的。因此，在發(fā)射光強(qiáng)度較低的區(qū)域，從入射面取入光波導(dǎo)內(nèi)部的光量增加，從而增加了發(fā)射的光量，因此能使發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻。這樣，能獲得發(fā)射效率高、強(qiáng)度分布均勻的光波導(dǎo)。
還有，在上述本發(fā)明的第一方面的任何一個結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選光波導(dǎo)是線狀光波導(dǎo)，其從入射面取得點光源發(fā)射的光并從發(fā)射面發(fā)射線狀光，或者是片狀光波導(dǎo)，其從入射面取得線光源發(fā)射的光并從發(fā)射面發(fā)射片狀光。
上述結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)能有效地將光源發(fā)射的光轉(zhuǎn)變成均勻的線光源或片光源。
進(jìn)一步，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第二方面提供一種光源裝置，其具有上述本發(fā)明的第一方面的任一結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)，并包括允許光入射到入射面的光源。
因為上述結(jié)構(gòu)的光源裝置能將光源發(fā)射的光有效地從發(fā)射面發(fā)射出去，所以能量的利用效率高。另外，從發(fā)射面發(fā)射的光的強(qiáng)度分布均勻。
在上述本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選提供近似片狀的反射元件，其鄰接全反射面、光析取面和再入射面，并允許光析取面外側(cè)發(fā)射的光從全反射面、光析取面和再入射面入射。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，從光析取面泄漏至光波導(dǎo)外部的光中，有一部分不再從入射面入射至光波導(dǎo)的光，能被反射元件反射，轉(zhuǎn)向至光波導(dǎo)的內(nèi)部。結(jié)果是光波導(dǎo)的發(fā)射效率提高，能提供有較高光學(xué)利用效率的光源裝置。
再進(jìn)一步，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第三方面提供一種顯示裝置，其特征在于顯示信息的顯示板被上述本發(fā)明第二方面的光源裝置照明。
上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置包括能均勻有效地為顯示板照明的光源裝置。因此，在相同條件下能提供顯示信息辨認(rèn)率高、能量消耗少的顯示裝置。
在上述本發(fā)明的第三方面中，最好將顯示板的光入射面和光波導(dǎo)的發(fā)射面互相粘合。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)和顯示板之間的縫隙減少，所以顯示裝置在體積上能做得薄。
另外，在上述本發(fā)明的第三方面中，顯示板有包含多個片狀元件的層疊結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)最好用作允許光入射到顯示板的片狀元件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)構(gòu)成顯示板的一部分，所以顯示裝置在體積上能做得薄。
再進(jìn)一步，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第四方面提供一種信息終端，其包括具有上述本發(fā)明第三方面的任一結(jié)構(gòu)的顯示裝置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的信息終端有高的辨認(rèn)率并包含耗能少的顯示裝置，所以，它也是節(jié)省能量的信息終端，信息辨認(rèn)率好，有卓越的適用性。


圖1A示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的光源裝置的結(jié)構(gòu)，所示為光源裝置結(jié)構(gòu)的簡要頂視圖和前視圖；圖1B示出圖1A中所示的線狀光波導(dǎo)的A、B和C的反射部的放大圖；圖1C示出片狀光波導(dǎo)的反射部的放大圖；圖1D示出反射部的各部分的位置關(guān)系；圖2A示出配有根據(jù)第一實施例的光源的線狀光波導(dǎo)反射部的光行為；圖2B示出從線狀光波導(dǎo)發(fā)射的光的強(qiáng)度分布；圖3A示出根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的光源裝置的結(jié)構(gòu)，所示為光源裝置結(jié)構(gòu)的簡要頂視圖和前視圖；圖3B示出圖3A中所示的線狀光波導(dǎo)的A、B和C的反射部的放大圖；圖3C示出片狀光波導(dǎo)的反射部的放大圖；圖3D示出反射部的各部分的位置關(guān)系；圖4A示出配有根據(jù)第二實施例的光源的線狀光波導(dǎo)反射部的光行為；圖4B示出從線狀光波導(dǎo)發(fā)射的光的強(qiáng)度分布；圖5A示出根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的光源裝置的結(jié)構(gòu)，所示為光源裝置結(jié)構(gòu)的簡要頂視圖和前視圖；圖5B示出圖5A中所示的片狀光波導(dǎo)的A、B和C部的反射部的放大圖；圖5C示出反射部的各部分的位置關(guān)系；圖6A示出根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實施例的光源裝置的結(jié)構(gòu)，所示為光源裝置結(jié)構(gòu)的簡要頂視圖和前視圖；圖6B示出圖6A中所示的片狀光波導(dǎo)的A、B和C部的反射部的放大圖；圖6C示出圖6A中所示的片狀光波導(dǎo)的D、E和F部的反射面的放大圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明第六實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖9示出根據(jù)本發(fā)明第七實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖10示出根據(jù)本發(fā)明第八實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；
圖11示出根據(jù)本發(fā)明第九實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖12示出常規(guī)光源裝置的結(jié)構(gòu)實例；圖13示出常規(guī)光源裝置的結(jié)構(gòu)實例；圖14A和14B示出常規(guī)光源裝置的結(jié)構(gòu)實例；圖15A和15B示出常規(guī)光源裝置的結(jié)構(gòu)實例；圖16A和16B示出常規(guī)光源裝置的強(qiáng)度分布；圖17示出常規(guī)光源裝置的結(jié)構(gòu)實例。
具體實施例方式下面將描述本發(fā)明的第一實施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的光源裝置的結(jié)構(gòu)。圖1A是光源裝置1的簡要頂視圖和前視圖，圖1B是圖1A所示的線狀光波導(dǎo)3的A、B和C部中的反射部51的放大圖，以及圖1C片狀光波導(dǎo)4中反射部6的放大圖。圖1D示出反射部51各部分之間關(guān)系圖。
光源裝置1具有點光源2(2a和2B)、線狀光波導(dǎo)31，片狀光波導(dǎo)4和反射面71。
每一點光源2a和2b是在光源裝置1的光發(fā)射區(qū)域中足夠小的光源，例如，可使用發(fā)光二極管LED但不局限于此，可采用小光源如激光二極管(LD)和諸如此類。
關(guān)于線狀光波導(dǎo)31和片狀光波導(dǎo)4的材料，可使用具有高透光度的樹脂和玻璃。關(guān)于形成這些光波導(dǎo)的材料，最好有盡可能高的透光度。順便說說，考慮光源裝置1的加工方便和節(jié)省重量，希望采用樹脂來形成，尤其是透光度極好和加工方便的聚碳酸樹脂和丙烯樹脂。至于光波導(dǎo)的形成方法，除了直接切割樹脂和玻璃的切割加工以外，雖然還有使用造型模的壓力成型、注塑成型等等，但是當(dāng)考慮生產(chǎn)率和加工精度時，還是希望使用造型模例如壓力成型、注塑成型之類的形成方法。還有，在使用光源裝置1作為顯示裝置背面光的情況下，這些光波導(dǎo)可采用具有對光進(jìn)行散射而不吸收光的特性的材料。
在線狀光波導(dǎo)31中，在與發(fā)射面31c相對的表面上形成反射部51。反射部51如圖1B所示周期地由如下部分所形成全反射面51a，其對從點光源入射在線狀光波導(dǎo)31上的光進(jìn)行導(dǎo)向；光析取面51b，其反射經(jīng)線狀光波導(dǎo)31導(dǎo)向的光，使光從發(fā)射面31c發(fā)射；和再入射面51c，其使光析取面51b上發(fā)射但不反射的光再次進(jìn)入至線狀光波導(dǎo)31。
由于再入射面51c的深度x的形成方法是使其小于光析取面的深度d，所以x/d＜1，每一全反射面51a隨著其從線狀光波導(dǎo)31的兩個端部(入射面31a和31b)接近中心部位，都向發(fā)射面31c靠近d-x。因此，線狀光波導(dǎo)31的形成方法是在中心部位寬度最窄，而向兩個端部(入射面31a和31b)變寬。
在本實施例中，因為隨著從兩個端部(入射面31a和31b)向中心部位接近時，逐漸增加d，而d-x保持不變，所以，隨著中心接近，x也增加。因此，如圖1B，在靠近線狀光波導(dǎo)3 1中心部位的C部，光析取面51b的深度d和再入射面51c的深度x相同地比A部和B部大。
在片狀光波導(dǎo)4中，在與發(fā)射面4c相對的表面上形成反射部6。如圖1C所示，片狀光波導(dǎo)4的反部6周期地有如下部分形成反射面6a，其引導(dǎo)光入射到片狀光波導(dǎo)4上；和光析取面6b，其將光反射使進(jìn)入片狀光波導(dǎo)4的內(nèi)部的光從發(fā)射面4c發(fā)射。
反射面71具有高的光反射率，其能由散射反射光的樹脂或薄膜形成。更好的是可使用棱鏡反射片或諸如此類，其具有允許反射光在垂直于線狀光波導(dǎo)31的發(fā)射面31c的方向上，從反射部51入射到線狀光波導(dǎo)31的功能。
反射面71設(shè)置在靠近線狀光波導(dǎo)31的反射部51，允許在線狀光波導(dǎo)31的光析取面51b上發(fā)射但不反射并且不從再反射面51c被取入線狀光波導(dǎo)31的光，反射并再次入射到線狀光波導(dǎo)31。當(dāng)反射面71設(shè)置成離開線狀光波導(dǎo)31的反射部時，這個再反射的效率會降低。因此，最好將反射面71設(shè)置成靠近線狀光波導(dǎo)31的反射部51，更好的是將反射面71設(shè)置成靠近反射部51的一部分(全反射面51a、由全反射面51a和光析取面51b構(gòu)成的邊緣部和由反射面51a和入射面51c構(gòu)成的邊緣部)。
下面將描述上述結(jié)構(gòu)的光源裝置1中線狀光波導(dǎo)31的反射部51的優(yōu)選形狀。
圖1D中所示的角α表示全反射面51a相對于發(fā)射面31c的角度。當(dāng)這個角度大時，再入射面51c的深度x變小，而在鄰近線狀光波導(dǎo)31的中心部位的再入射面51c中，再次獲取光析取面51b上發(fā)射而不反射的光進(jìn)入線狀光波導(dǎo)31的效果變小。
另外，當(dāng)角α小于0°時，每次在全反射面51a上反射的，導(dǎo)入線狀光波導(dǎo)31內(nèi)部的光相對于發(fā)射面31c的角度都變小。因此，從點光源2a和2b入射在線狀光波導(dǎo)31上的光，在全反射面51a上反射期間不能滿足全反射條件，而從線狀光波導(dǎo)31向外泄漏(在全反射面51a上反射的光從發(fā)射面31c發(fā)射，而不通過光析取面51b)。但是，即使當(dāng)角α小于0°時，如果絕對值小的話，這種現(xiàn)象實際上不產(chǎn)生任何問題。
基于上述原因，角α優(yōu)選在-1至5°之間，最好為0°。
當(dāng)光析取面51b相對于發(fā)射面31c的角度β太大時，能在光析取面51b中反射的光量變小，從線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的效率變低。還有，當(dāng)角度β太小時，在光析取面51b中反射的光和發(fā)射面31c反射的光構(gòu)成的角度變大，發(fā)射面31c透光性變低，以致從線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的效率變低。基于上述原因，角β優(yōu)選30至60°，最好是40至50°，以提高從線狀光波導(dǎo)31的發(fā)射效率。
此外，為了有效地收集線狀光波導(dǎo)31從光析取面51b向外泄漏的光，再入射面51c優(yōu)選靠近光析取面51b。因此，再入射面51c相對于發(fā)射面31c的角γ最好較大。但是，當(dāng)γ大于90°時，在線狀光波導(dǎo)31上形成反射部51就變得困難了?；谏鲜鲈颍脙?yōu)選為60至90°，最好為80至90°。
在本實施例的光源裝置1中，在點光源發(fā)射光的方向上設(shè)置有線狀光波導(dǎo)31，在線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的方向上設(shè)置有片狀光波導(dǎo)4。反射面71設(shè)置成靠近線狀光波導(dǎo)31的反射部51，如圖1A所示。
在上述光源裝置1中，從點光源2a和2b發(fā)射的光被形成在線狀光波導(dǎo)31側(cè)面的反射部51反射，以致它轉(zhuǎn)變成線光源，并入射在片狀光波導(dǎo)4上。入射到片狀光波導(dǎo)4的光，在與片狀光波導(dǎo)的發(fā)射面4c相對的表面上形成的反射部6內(nèi)被反射，并轉(zhuǎn)變成光源。
因為在裝有光源裝置1的線狀光波導(dǎo)31的反射部51中提供有再入射面51c，所以光析取面51b發(fā)射的光可再次被獲取導(dǎo)入線狀光波導(dǎo)31，因此，從線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的效率很高。
另外，在圖2A中簡要示出圖1A所示線狀光波導(dǎo)31的A、B和C部中反射部51上的光行為。圖2B中示出從裝有光源裝置1的線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的光的強(qiáng)度分布。
在本發(fā)明中，如上所述，在靠近線狀光波導(dǎo)31的中心部位的C部中，光析取面51b的深度d和再入射面51c的深度x等量地大于A部和B部。因此，如圖2A所示，在靠近線狀光波導(dǎo)31的中心部的C部，在光析取面51b上反射并轉(zhuǎn)變成線光源的光量大于A部和B部。再有，在光析取面51b上發(fā)射而不反射的光中，在線狀光波導(dǎo)31再次從再入射面51c獲取的光量也是較大的。
因此，在常規(guī)光源裝置中，從片狀光波導(dǎo)發(fā)射的光量的分布變得不平滑，或者其結(jié)果是發(fā)射的光量變低，而在本發(fā)明的光源裝置1中，如圖2B所示，在線狀光波導(dǎo)31的中心部發(fā)射的光量較高，并且從線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的光的強(qiáng)度分布也是均勻的。這樣，能得到其中發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻并且光學(xué)利用效率高的光源裝置。
順便提一下，雖然這里線狀光波導(dǎo)31的光析取面51b的深度d(由光析取面51b和再入射面51c形成的近似V形槽的底部，與鄰接該槽并位于入射面31a側(cè)的全反射面51a之間的距離)和再入射面51c的深度x(形槽的底部與鄰接該槽并位于入射面31a相對側(cè)的全反射面51a之間的距離)改變，以致使d-x保持恒定，但不限于此，通過改變至少d或x之任一，能得到相同的效果。
還有，在本實施例中，雖然d和x隨著它們從線狀光波導(dǎo)31的兩個端部(31a和31b)向中心部靠近而逐漸改變，但是，即使只在線狀光波導(dǎo)31的一部分改變它們，例如只在鄰接線狀光波導(dǎo)31的中心部進(jìn)行改變，也能得到同樣的效果。
此外，雖然作為一個示例描述了線狀光波導(dǎo)31的形狀，其中它的寬度在中心部最窄，朝著兩個端部(入射面31a和31b)變寬。但不限于此，即使寬度最窄處不在線狀光波導(dǎo)31的中心部，也能得到同樣的效果。
另外，在本實施例中，雖然作為一個示例描述了使用兩個點光源的結(jié)構(gòu)，但不限于此，即使使用一個點光源的結(jié)構(gòu)，將線狀光波導(dǎo)31的形狀轉(zhuǎn)變成如圖15所示楔形，也能獲得如上所述的同樣效果。還有，即使采用分別設(shè)置的多個點光源而不是點光源2a和2b時，也能得到上述同樣的效果。
下面將描述本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的光源裝置1。圖3A是光源裝置1的簡要頂視圖和前視圖，圖3B是圖3A所示的線狀光波導(dǎo)32的A、B和C部中的反射部52的放大圖，和圖3C是片狀光波導(dǎo)4的反射部6的放大圖。
與第一實施例類似，光源裝置1具有點光源2(2a和2b)、線狀光波導(dǎo)32、片狀光波導(dǎo)4和反射面72。
點光源2(2a和2b)、片狀光波導(dǎo)4、反射面72與第一實施例的相同。盡管線狀光波導(dǎo)32與第一實施例的線狀光波導(dǎo)31幾乎是相同的，但是，本實施例的線狀光波導(dǎo)32的反射部52，隨著反射部52從兩個端部(入射面32a和32b)向中心部靠近，允許d和x逐漸增加，而x/d保持恒定，x/d是再入射面52c的深度x與光析取面52b的深度d之比。
另外，圖4A簡要示出在圖3A所示線狀光波導(dǎo)32的A、B和C部的反射部52的光行為。還有，圖4B示出從裝備光源裝置1的線狀光波導(dǎo)32發(fā)射的光的強(qiáng)度分布。
在本實施例中，如下所述，在靠近線狀光波導(dǎo)32的C部中，光析取面52b的深底d和再入射面52c的深度x相同地大于A部和B部。因此，如圖4A所示，在靠近線狀光波導(dǎo)32的中心部的C部中，光析取面52b上反射并轉(zhuǎn)變成線光源的光量大于A部和B部。再有，在光析取面52b發(fā)射而不反射的光中，再次從再入射面52c獲取的進(jìn)入線狀光波導(dǎo)32的光量也是較大的。
因此，在常規(guī)光源裝置中，從片狀光波導(dǎo)發(fā)射的光量的分布變得不平滑，或者其結(jié)果是發(fā)射的光量變低，而在根據(jù)本發(fā)明的光源裝置1中，如圖4B所示，在線狀光波導(dǎo)32的中心部發(fā)射的光量變高，并且從線狀光波導(dǎo)32發(fā)射的光的強(qiáng)度分布也是均勻的。這樣，能得到其中發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻并且光學(xué)利用效率高的光源裝置。
順便提一下，如圖3D中所示，由全反射面52a、光析取面52b和再入射面52c的每個面構(gòu)成的角度與第一實施例的角度相同，每個角度的范圍也與第一實施例的范圍相同。
這樣，根據(jù)本實施例的光源裝置能得到與第一實施例的光源裝置相同效果。
下面將描述本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例。圖5示出根據(jù)本實施例的光源裝置1。圖5A是光源裝置1的簡要頂視圖和前視圖，圖5B示出圖5A所示片狀光波導(dǎo)43的A、B和C部中的反射部63的放大圖。
光源裝置1具有片狀光波導(dǎo)43、反射面73、線光源8(8a和8b)和反射器9(9a和9b)。
如圖5A中所示，反射面73設(shè)置為靠近片狀光波導(dǎo)43的反射部63。另外，反射器9a和9b具有與片狀光波導(dǎo)近似相同的厚度，提高從線光源8a和8b向片狀光波導(dǎo)43發(fā)射的光的入射效率。
線光源8a和8b是在片狀光波導(dǎo)43的光發(fā)射區(qū)域中足夠小的光源，例如，可使用CCFL，但不限于此，可使用其中將多個緊致光源如LED或諸如此類的光源直線地鏈接起來。還有，在多個光源直線地鏈接和配置的情況下，每個緊致光源可彼此重疊配置，或者隔開配置。
關(guān)于反射器9的材料，可使用光反射率高的金屬、汽化或電鍍光反射率高的金屬的樹脂和諸如此類。關(guān)于光反射率高的金屬可列舉銀、鋁等等。
在片狀光波導(dǎo)43中，在與發(fā)射面43c相對的表面上形成反射部63。反射部63具有與第一實施例線狀光波導(dǎo)31上形成的反射部51相同的形狀。這就是說，如圖5B中所示，反射部63周期地有如下部分形成全反射面63a，其對從線光源8a和8b入射到片狀光波導(dǎo)43的光進(jìn)行導(dǎo)向；光析取面63b，其使導(dǎo)入片狀光波導(dǎo)43內(nèi)部的光反射，從而從發(fā)射面43發(fā)射；和再入射面63c，其使光析取面63b上發(fā)射而不反射的光再次進(jìn)入片狀光波導(dǎo)43。關(guān)于片狀光波導(dǎo)43的材料和形成方法，它們與第一實施例相同。
由于再入射面63c的深度x的形成方法是使其小于光析取面63b的深度d，所以x/d＜1，全反射面63a隨著其從片狀光波導(dǎo)43的兩個端部(入射面43a和43b)接近中心部位，向發(fā)射面43c接近d-x。因此，片狀光波導(dǎo)43形成的方法是中心部位的寬度最窄，向兩個端部(入射面43a和43b)厚。
在本實施例中，由于隨著它們從兩個端部(入射面43a和43b)接近中心，d逐漸增加而d-x保持恒定，所以x隨著接近中心也逐漸增加。因此，如圖5B中所示，在靠近片狀光波導(dǎo)43中心的C部中，光析取面63b的深度d和再入射面63c的深度x同樣地大于A部和B部。
順便提一下，如圖5C中所示，由全反63a、光析取面63b和再入射面63c的每個表面構(gòu)成的角度與第一實施例線狀光波導(dǎo)31的反射部51的角度相同，每個角度的范圍也與第一實施例線狀光波導(dǎo)31的反射部51的角度相同。
反射面73設(shè)置為靠近片狀光波導(dǎo)43的反射面63，在片狀光波導(dǎo)43的光析取面63b上不是全反射，而是發(fā)射，并且反射片狀光波導(dǎo)43中沒有從再入射面63c獲得的光，從而使其再次入射在片狀光波導(dǎo)43上。當(dāng)反射面73設(shè)置成偏離片狀光波導(dǎo)43的反射部63時，再進(jìn)入的效率變低。因此，光反射面73靠近反射部63較好，最好靠近反射部63的一部分(全反射面63a和由全反射面63a和光析取面63b構(gòu)成的邊緣部，以及由全反射面63a和再入射面63c構(gòu)成的邊緣部)。
反射面73具有高的光反射率，其能由散射反射光的樹脂或薄膜形成。更好地，可使用棱鏡反射片和諸如此類，其具有允許反射的光在垂直于線狀光波導(dǎo)43的發(fā)射面43c的方向上，從反射部63入射在片狀光波導(dǎo)43上的功能。
在上述光源裝置1中，從線光源8a和8b發(fā)射的光直接被反射，或者由反射器9a和9b反射，此后入射在片狀光波導(dǎo)43上。入射到片狀光波導(dǎo)43的光在片狀光波導(dǎo)43另一表面上形成的反射部63反射，結(jié)果轉(zhuǎn)變成片光源。
在本實施例中，片狀光波導(dǎo)43提供有與配備第一實施例的線狀光波導(dǎo)31所配備的反射部51相同的結(jié)構(gòu)，這樣從片狀光波導(dǎo)43發(fā)射的效率是高的，并且使從片狀光波導(dǎo)43發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻。
如上所述，能得到發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻和光學(xué)利用效率高的光源裝置。
順便提一下，上面所獲得的效果，不但在與第一實施例的線狀光波導(dǎo)31所配備的反射部51相同結(jié)構(gòu)情況下獲得的效果可應(yīng)用于本實施例的片狀光波導(dǎo)43的反射部63，而且在例如與第二實施例的線狀光波導(dǎo)32所配備的反射部52相同結(jié)構(gòu)的情況下獲得效果也可應(yīng)用于本實施例的反射部63。
下面將描述本發(fā)明的第四實施例。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的光源裝置1。圖6A示出光源裝置1的簡要頂視圖和前視圖，圖6B示出圖6A中所示的線狀光波導(dǎo)31的A、B和C部中的反射部51放大圖，圖6C示出圖6A中所示片狀光波導(dǎo)43的D、E和F部中反射部63的放大圖。
光源裝置1具有點光源2(2a和2b)、線狀光波導(dǎo)31、片狀光波導(dǎo)43和反射面71和73。
光源2、線狀光波導(dǎo)31和反射面71與第一實施例的相同。另外，片狀光波導(dǎo)43和反射面73與第三實施例的相同。
在本實施例中，在或者是將點光源2發(fā)射的光轉(zhuǎn)變成線狀光波導(dǎo)31的線光源，或者是將從線狀光波導(dǎo)31發(fā)射的光轉(zhuǎn)變成片狀光波導(dǎo)43的片光源的情況下，光波導(dǎo)的發(fā)射效率高，發(fā)射光的強(qiáng)度也做得均勻。
這樣，能實現(xiàn)光源裝置，其利用效率高于第一和第二實施例中所示光源裝置，并且發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻。
順便提一下，雖然作為一個示例描述了使用與第一實施例相同結(jié)構(gòu)的線狀光波導(dǎo)31和與第三實施例相同結(jié)構(gòu)的片狀光波導(dǎo)43，但也能使用與第二實施例相同結(jié)構(gòu)的線狀光波導(dǎo)32。此外，即使片狀光波導(dǎo)43的反射面具有與第二實施例的線狀光波導(dǎo)32的反射面52相同的結(jié)構(gòu)，也能得到同樣的效果。

下面將描述本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例。圖7示出根據(jù)本實施例的顯示裝置11的簡要斜視圖。顯示裝置11是包括與第一實施例相同的光源裝置1作為前面光的顯示裝置。
如圖7所示，在配備有光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4的發(fā)射面4c的發(fā)射方向上，提供有反射型液晶板12。反射型液晶板12在與光源裝置1的發(fā)射面4c相對的基板12a上與光學(xué)薄膜層14粘合或固著。
反射型液晶板12包括第一基板12a，其具有透光電極且本身也是透光的；第二基板12b，其中為每一反射象素電極提供驅(qū)動液晶用的開關(guān)元件，并具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中這些反射象素電極和透光電極兩者都是相面對(即相反)設(shè)置的，液晶插在它們之間。
關(guān)于反射型液晶板12，反射型液晶板不但能使用這種有源矩陣型，而且能使用單純矩陣型。另外，除了在反射型液晶板12中提供反射象素電極的類型以外，可使用以基板12b作透光電極并在反射型液晶板12外表面上提供反射面的反射型液晶板。還有，反射型液晶板12不限于只使用這種類型，而可使用要求輔助光源的其他反射型顯示裝置，例如電泳顯示器。
提供光學(xué)薄膜層14，以便用裸眼能辨認(rèn)顯示在反射型液晶板12上的信息，光學(xué)薄膜層14由用來僅發(fā)射特定偏振分量的偏振層和進(jìn)行液晶光學(xué)補(bǔ)償?shù)南辔徊顚又兄辽僖粚訕?gòu)成。光學(xué)薄膜層14的一部分可提供在反射型液晶板12的內(nèi)部。
在上述顯示裝置11中，從光源裝置1的發(fā)射面4c發(fā)射的光通過光學(xué)薄膜層14，進(jìn)入反射型液晶板12，在反射型液晶板12的基板12b上形成的反射象素電極中反射。此后，光通過光源裝置1并達(dá)到觀察者16的眼睛。
因為光源裝置1與第一實施例的相同，所以從光源裝置1發(fā)射的光的強(qiáng)度分布是均勻的，并且光學(xué)利用效率高。因此，圖7中所示根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置11有高的對反射型液晶板12上的顯示信息(字符、圖像和諸如此類)的辨認(rèn)率，并且能量的利用效率高。因此，在點光源2轉(zhuǎn)換能量以便發(fā)射光的情況下，能節(jié)省電源。
因此，在本實施例中，顯示裝置11不限于采用與第一實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，即使它采用與第二或第三或第四實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，也能獲得同樣的效果。
下面將描述本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例。圖8中所示的是根據(jù)本實施例的顯示裝置11的簡要斜視圖。顯示裝置11是包括與第一實施例相同的光源裝置作為前面光的顯示裝置。
如圖8中所示，在配備有光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4的發(fā)射面4c的發(fā)射方向上，提供有反射型液晶板12。在反射型液晶板12中，在配備有光源裝置1的片狀光波導(dǎo)的發(fā)射面12a相對的表面上，粘合或固著有光學(xué)薄膜層14。此外，在片狀光波導(dǎo)4和光學(xué)薄膜層14之間提供有低折射率射層15，其允許片狀光波導(dǎo)4和光學(xué)薄膜層14粘合或固著。
反射型液晶板12和光學(xué)薄膜層14與第五實施例的相同。
低折射率層15最好采用光吸收率低的層。另外，假設(shè)片狀光波導(dǎo)4的折射率取為n1，光學(xué)薄膜層14的折射率為n2，低折射率層15的折射率為n3，結(jié)果導(dǎo)向光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4的光在片狀光波導(dǎo)4的發(fā)射面4c完全反射時，最好選擇滿足n3＜n1，n3＜n2。就樹脂而言，可采用硅系樹脂，氟系樹脂，丙烯系樹脂和諸如此類。
另外，在光學(xué)薄膜層14提供在反射型液晶板12內(nèi)部的情況下，因為低折射率層15提供在光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4與反射型液晶板12之間，當(dāng)假設(shè)片狀光波導(dǎo)4的折射率取為n1，反射型液晶板12中的光源裝置1的發(fā)射面4c的相對表面的折射率為n4，低折射率層15的折射率為n3時，最好使用滿足n3＜n1，n3＜n4的材料。
在上述顯示裝置11中，從光源裝置1發(fā)射的光通過低折射率層15和光學(xué)薄膜層層14，并在反射型液晶板12的基板12b中形成的反射象素電極中反射。在反射象素電極中反射的光，繼續(xù)再次通過光源裝置1的低折射率層15、光學(xué)薄膜層14和片狀光波導(dǎo)4，到達(dá)觀察者16的眼睛。
在本實施例中，光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4和光學(xué)薄膜層14經(jīng)低折射率層15粘合或固著，所以光源裝置1和反射型液晶板12之間的縫隙減小。也就是說，在低折射率層15未提供的情況下，片狀光波導(dǎo)4和光學(xué)薄膜層14之間提供有1至2mm的氣隙，而在插入低折射率層15的情況下，氣隙的厚度變成50至100μm，所以光源裝置能在體積上做得薄，此外，顯示裝置也能在體積上做得薄。
再有，因為光源裝置1與根據(jù)第一實施例的光源裝置相同，所以從光源裝置1發(fā)射的光的強(qiáng)度分布是均勻的，光學(xué)利用效率也高。因此，圖7中所示根據(jù)本實施例的顯示裝置11有高的對反射型液晶板12上的顯示信息(字符、圖像和諸如此類)的辨認(rèn)率，并且能量利用效率高，此外它是薄型。
順便提一下，在本實施例中，顯示裝置11不限于采用與第一實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，即使它采用與第二或第三或第四實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，也能獲得同樣的效果。
下面將描述本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例。圖9中所示的是根據(jù)本實施例的顯示裝置11的簡要斜視圖。顯示裝置11是包括與第一實施例相同的光源裝置作為前面光的顯示裝置。
如圖9中所示，光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4用作基板12a，它與反射型液晶板12的光源裝置1的發(fā)射面4c相面對。在反射型液晶板內(nèi)部提供有光學(xué)薄膜層14。此外，在光學(xué)薄膜層14與用作反射型液晶板12基板的片狀光波導(dǎo)4之間，提供有低折射率層15，其允許導(dǎo)向光源裝置1的片狀光波導(dǎo)的光在片狀光波導(dǎo)4的發(fā)射面4c中反射。
反射型液晶板12與第五實施例的相同。
提供光學(xué)薄膜層14，以便用裸眼能辨認(rèn)顯示在反射型液晶板上的信息，光學(xué)薄膜層14由用來僅發(fā)射特定偏振分量的偏振層和進(jìn)行液晶光學(xué)補(bǔ)償?shù)南辔徊顚又械闹辽僖粚訕?gòu)成。
低折射率層15最好采用光吸收率低的層。另外，假設(shè)片狀光波導(dǎo)4的折射率取為n1，光學(xué)薄膜層14的折射率為n2，低折射率層15的折射率為n3，以致導(dǎo)向光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4的光在片狀光波導(dǎo)4的發(fā)射面4c完全反射時，最好選擇材料以便滿足n3＜n1，n3＜n2。就樹脂而言，可采用硅系樹脂，氟系樹脂，丙烯系樹脂和諸如此類。
在上述顯示裝置11中，從光源裝置1發(fā)射的光通過低折射率層15和光學(xué)薄膜層層14，并在反射型液晶板12的基板12b中形成的反射象素電極中反射。在反射象素電極中反射的光，繼續(xù)再次通過光源裝置1的低折射率層15、光學(xué)薄膜層14和片狀光波導(dǎo)4，到達(dá)觀察者16的眼睛。
在本實施例中，反射型液晶板12中因為與光源裝置1的光發(fā)射面4c相面對的基板12a用作光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4，所以顯示裝置11的厚度能減小，使體積做薄。
另外，因為光源裝置1與根據(jù)第一實施例的光源裝置相同，所以從光源裝置1發(fā)射的光的強(qiáng)度分布是均勻的，光學(xué)利用效率高。因此，圖9中所示根據(jù)本實施例的顯示裝置11有高的對反射型液晶板12上的顯示信息(字符、圖像和諸如此類)的辨認(rèn)率，并且能量利用效率高。此外，體積上也薄。
順便提一下，顯示裝置11不限于采用與第一實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，即使它采用與第二或第三或第四實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，也能獲得同樣的效果。
在上述第五至第七實施例中，已描述過顯示裝置采用光源裝置1作為前面光。本發(fā)明也能實施采用光源裝置1作為背面光的結(jié)構(gòu)的顯示裝置11。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明第八優(yōu)選實施例的顯示裝置的斜視圖。顯示裝置11是包括用作背面光的光源裝置1結(jié)構(gòu)的顯示裝置。
如圖10中所示，在配備以光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4發(fā)射面4c的發(fā)射方向上，提供有傳輸型液晶板13。傳輸型液晶板13與光學(xué)薄膜層14a和14b粘合或固著。
傳輸型液晶板13包括具有透光電極和本身透光的第一基板13a，和提供有開關(guān)元件以驅(qū)動液晶的第二基板13b，并且有這樣的結(jié)構(gòu)，其中這兩個基板的開關(guān)元件和透光電極是相對設(shè)置的，液晶插在它們之間。關(guān)于傳輸型液晶板13不限于這種有源矩陣型，也可以使用單純矩陣型傳輸型液晶板。此外，傳輸型液晶板13可以是要求其他輔助光源的顯示裝置。
提供光學(xué)薄膜層14a和14b使裸眼能觀察顯示在傳輸型液晶板13上的信息(字符、圖像和諸如此類)，它們由用來發(fā)送特定偏振分量的偏振層和進(jìn)行液晶光學(xué)補(bǔ)償?shù)南辔徊顚又械闹辽僖粚訕?gòu)成。光學(xué)薄膜層14a和14b可提供在傳輸型液晶板13的內(nèi)部。
在上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置11中，從光源裝置1發(fā)射的光通過光學(xué)薄膜層14a，并入射在傳輸型液晶板13上。入射在傳輸型液晶板13上的光繼續(xù)通過光學(xué)薄膜層14b，到達(dá)觀察者16的眼睛。
在上述顯示裝置11中，由于光源裝置1與根據(jù)第一實施例的光源裝置相同，從光源裝置1發(fā)射的光的強(qiáng)度分布是均勻的，并且光學(xué)利用效率高。因此，圖10中所示根據(jù)本實施例的顯示裝置11，在顯示于傳輸型液晶板13上的信息(字符、圖像和諸如此類)的辨認(rèn)率方面是高的，并且能量利用效率高。
圖10中所示根據(jù)本實施例的顯示裝置11不限于采用與第一實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，即使它采用與第二或第三或第四實施例相同的光源裝置的結(jié)構(gòu)，也能獲得同樣的效果。
另外，在本實施例中，提供類似于第六實施例的低折射率層15，所以顯示裝置11的體積能做得薄。還有，類似于第七實施例，在傳輸型液晶板13中，光源裝置1的片狀光波導(dǎo)4用作與光源裝置1的發(fā)射面4c相對的基板，所以顯示裝置的體積能做得更薄。
下面將描述本發(fā)明的第九優(yōu)選實施例。圖11示出根據(jù)本實施例的信息終端。信息終端21包括與第一實施例相同的顯示裝置。順便說說，信息終端21可以是所提供的任何裝置，其包括用來顯示可目視辨認(rèn)的信息例如字符、圖像之類的顯示裝置11。作為信息終端21的例子，可列舉便攜式電話、電子筆記本、游戲機(jī)和諸如此類。
在本實施例中，采用與第五實施例相同結(jié)構(gòu)的顯示裝置11，能提供信息終端21，其具有高的對顯示裝置11上的顯示信息辨認(rèn)率，并且能量消耗少。
這個效果不僅能在所采用的顯示裝置結(jié)構(gòu)包括類似第五實施例的用作前面光的光源裝置的情況下得到，而且在類似所采用的顯示裝置結(jié)構(gòu)包括類似第八實施例的用作背面光的光源裝置的情況下，也得獲得同樣的效果。此外，如果信息終端21的顯示裝置11能有與第六或第七實施例相同的結(jié)構(gòu)，在顯示裝置11上的信息顯示的辨認(rèn)率就會變高。而且能提供薄型信息終端21。
順便提一下，上述各個實施例，都是優(yōu)選的一個例子，本發(fā)明不限于這些實施例。
例如，在上述各實施例中，雖然用于顯示裝置的光源裝置描述為示例，但它能作為一般照明(例如室內(nèi)照明)。
此外，光源裝置不限于電子顯示用的照明裝置，它也能用作x射線照明用的窺視器、負(fù)片照明或手稿映描用的光盒和進(jìn)一步用作危急照明燈的光源。
從上述說明可明顯看出，根據(jù)本發(fā)明，能提供光波導(dǎo)，配備這種光波導(dǎo)的光，采用這種裝置的顯示裝置和信息終端，其發(fā)射效率高，發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)，其特征在于從入射面獲得的光被允許從至少提供在鄰接入射面的表面上的發(fā)射面向外部發(fā)射，所述光波導(dǎo)包括全反射面，其允許入射光從所述入射面入射以進(jìn)行導(dǎo)向；光析取面，其允許所述入射光向所述發(fā)射面反射并從所述發(fā)射面發(fā)射；和再入射面，其與所述光析取面形成近似V形的槽，并再次獲取從所述光析取面向外部發(fā)射的光，其中，所述全反射面、所述光析取面和所述再入射面周期地形成在與所述發(fā)射面相對的表面上，并且其中設(shè)包含所述V形槽底部并與所述發(fā)射面平行的表面，與鄰接V形槽且位于所述入射面?zhèn)鹊娜瓷涿婧退龉馕鋈∶娴南嘟痪€之間的距離為d，包含所述V形槽底部的表面，與鄰接V形槽且位于所述入射面的相對側(cè)的所述全反射面和所述再入射面的相交線之間的距離為x，與所述發(fā)射面相對的表面具有x/d＜1的區(qū)域，以及d和x中至少一個能周期地變化，從而使從所述發(fā)射面發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做的均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其特征在于在與所述發(fā)射面相對的表面上的x/d＜1的區(qū)域，x-d保持恒定，而d和x變化，以使從所述發(fā)射面發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其特征在于在與所述發(fā)射面相對的表面上的x/d＜1的區(qū)域，x/d保持恒定，而d和x變化，以使從所述發(fā)射面發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其特征在于它是線狀光波導(dǎo)，其從所述入射面獲取點光源發(fā)射的光，并能使光作為線狀光從所述發(fā)射面發(fā)射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其特征在于它是片狀光波導(dǎo)，其從所述入射面獲取線光源發(fā)射的光，并能使光作為片狀光從所述發(fā)射面發(fā)射。
6.一種光源裝置，其具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)，其特征在于包括允許光在所述入射面上入射的光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源裝置，其特征在于提供近似片狀的反射元件，其緊靠所述全反射面、所述光析取面和所述再入射面，并允許從所述光析取面向外部發(fā)射的光再次從所述全反射面、所述光析取面和所述再入射面入射。
8.一種顯示裝置，其特征在于顯示信息的顯示板采用根據(jù)權(quán)利要求6的光源裝置照明。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于所述顯示板的光入射面和所述光波導(dǎo)的發(fā)射面粘合在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于所述顯示板是包括多個片狀元件的層疊結(jié)構(gòu)，并且作為片狀元件使所述光波導(dǎo)通過其使光入射到所述顯示板。
11.一種信息終端，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置。
全文摘要
提供一種光源裝置，其發(fā)射光的強(qiáng)度分布均勻，光學(xué)利用效率高；一種顯示裝置，其辨認(rèn)率高并節(jié)省能量；和一種信息終端。在與線狀光波導(dǎo)的發(fā)射面相對的表面上形成反射部。反射部周期地由將從點光源來的光導(dǎo)向入射到線狀光波導(dǎo)上的全反射面，允許光反射并使線狀光波導(dǎo)導(dǎo)向的光從發(fā)射面發(fā)射的光析取面，和獲取光析取面上發(fā)射而不反射的光再次進(jìn)入線狀光波導(dǎo)的再入射面形成。通過改變光析取面和再入射面的尺寸，能將從線狀光波導(dǎo)發(fā)射的光的強(qiáng)度分布做得均勻。
文檔編號G02F1/13357GK1550800SQ200410045810
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者八木淑惠, 今井雅雄, 齋藤悟郎, 三村廣二, 二, 郎, 雄 申請人:日本電氣株式會社