[发明专利]光管、平面光源元件及反射式液晶显示装置

说明书

本发明基于日本特许公报No.2001-068535，此公报在这里用作参考。

技术领域

本发明涉及一种光管，其可用作正面光元件以形成反射式液晶显示装置，这种液晶显示装置的显示图像不存在混乱和网纹干扰，而且明亮易视。本发明还涉及一种采用此光管的具有优良的光有效利用率的平面光源元件。

背景技术

在相关技术中，已经知道了一种可在反射-照明两种模式下操作的正面光型反射式LCD(液晶显示装置)。在反射式LCD中，在反射式液晶显示屏的可视侧上设有侧型光管，其具有由棱形结构状的条组成并等距地设置在光管上表面的光输出装置，因此，即使在很暗的地方也能看见显示。在正面光型反射式LCD中，入射在光管侧表面的光从光管的背面侧(下表面侧)射出，并通过反射层反转。在这种方式中，显示光通过光管来观看。因此，正面光系统的优点在于可以采用全反射型反射层来提高反射率，并且反射式LCD的显示图像在反射模式和照明模式中均比采用背光元件和半面涂银镜的半透射型LCD的显示图像更亮。

另一方面，用于正面光元件的光管在观看性能方面具有以下优点。第一，由于光从光管的下表面有效地射出并具有良好的垂直方向性，因而亮度十分优良。第二，尽管光泄漏会干扰显示图像的观看，但来自光管上表面的光泄漏很小。第三，所采用的光管不会引起显示图像混乱。第四，光管能有效地透射外部光。第五，难以明显地看到光管的存在。然而，相关技术中的光管具有以下问题。即，由于条状棱形结构容易被看见，从而能容易地注意到光管的存在，所以显示图像的观看受到干扰。另外，由于条状棱形结构和液晶显示屏的像素发生干扰，从而形成了网纹干扰，所以显示质量大幅度地降低。作为防止这种网纹干扰的措施，提出了一种系统，其棱形结构的排列方向倾斜于像素的排列方向。然而在这种情况中，如果倾斜角太小的话，防止网纹干扰的效果也很低。相反地如果倾斜角很大，通过光管透射的光在棱形表面上水平地反射。因此，这就同样产生了一个问题，即出射角倾斜较大，将减小照明效率和输出效率。

另一方面，已经知道了设置在光管内的光输出装置可以采用球形点或截面为圆柱形的凹/凸坑的结构。然而，由于光漫射并以与垂直于光管下表面的方向成较大倾斜角的方向从光管中射出，这样光的垂直方向性较差，因此采用球形点或截面为圆柱形坑的光反射对于反射式LCD的照明不太有效。也就是说，由于反射式LCD的反射表面通常采用正态分布型反射模式，当光更有规律地在反射表面上反射时，反射率增加。因此，如果从光管下表面射出的光缺乏垂直方向性，通过反射表面反射的光很难有效地照亮LCD，即使在下表面的发光效率很高的情况下也是如此。结果，反射光几乎不能提高LCD的亮度，因此LCD的显示在正面方向上很暗。通常来说，观察者观看LCD的方向是垂直于LCD的方向，即，垂直于光管下表面的方向。因此，沿垂直于光管下表面的方向射出的光能最有效地照亮LCD。

另外，在具有如上述的半球形点或坑的结构的光管中，倾斜角接近于平面部分倾斜角的部分是连续地形成。在反射外部光时，通过这些倾斜角接近于平面部分倾斜角的部分所反射的光容易进入观察者的眼中，就象这些光与通过平面部分反射的光是连续的。结果就产生了一个问题，这些点或坑容易被明显地看见，因而也就能容易地看见光管的存在。

发明内容

本发明的一个目的是开发一种用于正面光元件的光管，其在外部光模式和照明模式中均难以察觉，基本上不会产生网纹干扰，并使得入射在光管侧表面的光从光管的下表面侧有效地射出，且具有良好的垂直方向性，从而有可能形成一种反射式LCD，这种LCD的显示明亮，显示图像也几乎不被扰乱。

根据本发明提供了一种具有板状物的光管，板状物具有上表面，与上表面相对的下表面，入射侧表面和与入射侧表面相对的端面。板状物包括在上表面中形成的光输出装置，可使入射在入射侧表面的光通过光输出装置从下表面射出。光输出装置由不连续排列的细槽构成，并朝向入射侧表面。各细槽的长度不大于250μm，深度不大于50μm且不大于长度的1/5。各细槽由光路改变斜面和朝向光路改变斜面的陡斜面的组合构成，光路改变斜面倾斜于下表面且倾斜角度在35°到48°的范围内，陡斜面倾斜于下表面且倾斜角度不小于60°。

根据本发明提供了一种平面光源元件，其具有上述的光管，以及设置在光管入射侧表面上的光源。

根据本发明提供了一种反射式液晶显示装置，其具有上述的光管，以及设置在光管下表面侧的反射式液晶显示屏。