CN1401066A - 具有提升面的楔形光引出器 - Google Patents

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Abstract

一种楔形光引出器(20)，它具有一光改向表面，该光改向表面包括许多突起(22a，22b，22c)。这些突起(22a，22b，22c)具有提升面(23)，这些提升面可提高刻面(25)的引出效率，从而改善从光源射出的可利用光的有效使用。

Description

具有提升面的楔形光引出器
                         技术领域
本发明涉及电子显示器，并涉及用于对显示器进行照明的点到线、线到面或点到面转换器。
                         背景技术
已经提出了许多种装置用来对电子显示器进行照明。这些装置包括背照明板、前照明板、集中器、反射器、结构表面膜以及其它的用于改向、校准、分配或以其它方式操作光的光学装置。能否有效利用光，对于用电池驱动的电子显示器来说尤为重要，诸如蜂窝式便携电话、个人数字助理和膝上型计算机中所使用的那些电子显示器。
美国专利第4,751,615号(Abrams)揭示了一种楔形的透明页面照明装置。美国专利第4,811,507号(Blanchet)揭示了一种具有发光条纹的前光照明板，发光条纹的深度随与光源的距离而增大。美国专利第5,005,108号(Pristash等人)；第5,050,946号(Hathaway等人)和第5,594,830号(Winston等人)揭示了结构表面板照明器，板的厚度沿板的长度变化。美国专利第4,799,137号(Aho)；第4,874,228号(Aho等人)；第5,054,885号(Melby)和第5,190,370号(Miller等人)揭示了各种不同的照明装置，它们具有倾斜或弯曲的、棱形的结构表面膜。
美国专利第5,359,691号和第5,608,837号(均授予Tai等人)；美国专利第5,485,354号(Ciupke等人)以及美国专利第5,608,550号和第5,894,539号(均授予Epstain等人)揭示了结构表面背照明或前照明装置，它们具有三角形的微棱镜或微槽，这些微棱镜或微槽由平坦的突起间表面区域或突起间表面分隔开。欧洲专利申请EP0802446A1(Seiko Epson)揭示了一种结构表面背照明装置，它具有由突起间表面分隔的许多矩形突起。美国专利第5,671,994(Tai等人)揭示了一种结构表面前照明装置，它具有由突起间表面分隔的许多梯形突起。
美国专利第5,396,350(Beeson等人)；美国专利第5,428,468号和第5,555,109号(均授予Zimmerman等人)和美国专利第5,555,329号(Kuper等人)揭示了各种不同的结构表面背照明装置，它们具有一系列带倾斜侧壁的微棱镜。
美国专利第5,506,929、5,668,913和5,835,661号(均授予Tai等人)和美国专利第5,613,751号(Parker等人)揭示了用于将点光源转换成直线光束或平面光束的光扩展系统。
                         发明概要
虽然已经提出了许多背光和前光导向装置，但仍需要更有效的设计和降低能耗。
许多现有的设计没有利用光源所提供的所有光。如果能够将这些未被利用的光引导至显示器，则能耗可得以进一步降低，并能提高显示器亮度。
上述的若干设计具有大致恒定的厚度，并具有大致平坦的结构表面。这些设计可能无法将行进到装置端部而没有射到结构表面上(因而从其反射或被其引出)的光引出。
楔形设计可降低未经反射或引出而沿装置长度行进的光的量(从而降低损失)。然而，有些现有的楔形设计难于制造。例如，如果装置在其末端变细成为一薄边，则该边可能难以模制，并可能在使用中折断或破裂。如果在该末端采用一镜面，则会因该镜面处的低效反射而损失一些光，其它的光也会因朝装置输入端返回的反射光的引出效率降低而受损。增加一面镜子还会增加制造成本或降低制造产量。
楔形背光或前光导向装置的光引出效率和均匀度通常部分地由楔形件的总体尺寸和形状决定，并由装置上的任何结构表面特征的细微特征(通常为显微级)尺寸和形状决定。例如，上述Hathaway等人的专利中所示的设计具有一倾斜的结构表面，该面呈一系列下降的台阶的形式。每个台阶具有一平坦的突起间表面区域和一倾斜的刻面。光通常在该刻面处由这种装置引出。光通常是通过射在突起间表面上的光的全内反射或称“TIR”、或通过射在装置一相对表面上的光的全内反射而在这种装置内进行重新分配的。反射的光朝装置的较薄端或末端行进，并可通过在一刻面处的引出而最终射出装置。然而，在装置的末端处，会损失掉一些反射光而无法用于显示器照明。
上述的其它恒定厚度或楔形背光或光导向装置中的一些也可认为具有刻面和突起间表面，只是可能用了其它的术语来描述这些装置的诸部件。通常，背光或光导的总体形状以及结构表面的几何形状也会影响这些装置的引出光与反射光的比率。
我们已经发现，通过使用这样一种楔形设计，可以获得在照明均匀度、光引出可控性、效率等这些要素中的一个以上甚至所有方面的改善，该楔形设计具有一结构表面，该结构表面包括许多提升面，它们能够增大可用于光引出的刻面部分的面积。本发明的一个方面提供一种光引出装置，它具有：
a)一光输入端；
b)一基本为平面的、可将光传输到一显示器的光输出表面；以及
c)一大体与光输出表面相对的光改向结构表面；
其中，光输出表面和光改向表面限定一基本呈楔形的截面，其厚度从光输入端朝装置的中心减小；光改向结构表面使光朝光输出表面、并由此朝显示器反射；并且，光改向表面包括许多突起，每个突起包括一提升面部分、高台面部分和刻面(facet)部分，突起两侧与突起间表面部分相接。
如果没有提升面，引出光的量将由刻面和突起间表面的取向和尺寸决定。当在设计中增加提升面后，实际上增加了每个刻面的尺寸(因而增加了可用于引出的刻面面积)。总体呈楔形的引出器轮廓允许所有的总刻面面积或其相当一部分都参与引出作用。因此，增加一提升面和使用总体的楔形形状可改变引出器设计，提高对显示器的光引出。这可以实现装置的总体尺寸和效率方面的改进，并能更好地使用可以利用的光。
本发明还提供包括上述楔形光引出装置的点到线转换器、背光和前光导向器，并提供包括这种引出装置的显示器。
                         附图简述
图1a是前光导向器的示意图。
图1b是背光导向器的示意图。
图2是本发明光引出装置的放大的侧视剖面图。
图3是本发明光引出装置的放大的侧视剖面图，它表示出说明用的角β。
图4是本发明光引出装置的放大的侧视剖面图，它表示出说明用的角ρ、θ、φ和γ以及说明用的高度rh和fh。
图5是本发明另一光引出装置的立体图。
图6是本发明又一光引出装置的立体图。
图7是本发明还有一个光引出装置的立体图。
图8是图7装置的放大视图，表示两条光线所走的路径。
图9是本发明另外一个光引出装置的剖面图。
                         详细描述
本发明的楔形光引出装置提供点到线、线到面或点到面的光转换，它对来自一光源的光进行校准或改向。该光引出装置(为简便起见，有时称作光引出器)可用于对显示器进行照明。如果光源是点光源，则该光源的横截面积与显示器的横截面积(例如约小于显示器面积的1/100)相比通常相对较小。如果光源是细长的(例如线)光源，则该光源通常具有一矩形的横截面积，其较长的尺寸约为其较短尺寸的十倍以上，并且可接近显示器表面的较短或较长尺寸。
光引出器的一些构件及它们之间的相互关系参照一基准面来描述较为方便。通常，光引出器的光输出表面是平面的或接近平面的。为了说明本发明，该基准面将取光引出器的输出表面所形成(或与其紧密相邻)的平面。
下面参见图1a，图中示意性地示出一前光导向器和显示器，它们总的由标号10a表示。前光导向器11a位于显示器12a上方。光线16a通过光输入表面13a进入光导向器11a。光线16a射在光改向表面14a的一光反射刻面部分(未图示)上，其反射光线17a向下朝显示器12a行进，并通过光输出表面15a射出光导向器11a。射在显示器12a(假定显示器12a经适当调节而可反射光线)上后，光线17a的反射光线18a向上朝观察者19a反射。光线18a穿过表面15a(该表面虽然看作是一光输出表面，但在该前光导向器设计中也用作反射光线18a重新进入光导向器的表面)，穿过光导向器11a，并通过光改向表面14a在突起间表面、刻面或高台面(未图示)处射出。
参见图1b，图中示意性地示出一背光导向器和显示器，它们总的由标号10b表示。背光导向器11b位于显示器12b下方。光线16b通过光输入表面13b进入背光导向器11b。光线16b射在光改向表面14b上的一刻面部分(未图示)上后，其反射光线17b向上反射。光线17b通过光输出表面15b射出背光导向器11b，并(假定显示器12b经适当调节而可透光)通过显示器12b朝观察者19b行进。
参见图2，本发明的前光导向器20具有一大体呈楔形的截面，其厚度在图中从左向右减小。光输出表面21大体与一光改向表面相对，该光改向表面具有许多突起22a、22b和22c，这些突起之间有突起间表面，诸如突起间表面26和27。突起22b具有提升面23，该提升面与高台面24相接，高台面进而与刻面25相接。突起间表面26和27在突起22b的两侧与其相接。即使诸如突起22b之类的突起仅有三条侧边，甚至通过画一条假想线而完成突起的第四条侧边所形成的一个四边形可能没有两条平行的侧边，但为了便于说明，这些突起可称作为“基本呈梯形”。
图3表示本发明的前光导向器30和一条假想线36，该假想线是利用通过顶点35a到35e画一条线而形成的，这些顶点分别形成于突起32a到32e的提升面33a到33e与高台面34a到34e的交点处。假想线36与通过基本平的光输出表面31所形成的平面所画的一条线37形成一个角β。
参见图4，本发明的前光导向器40具有光输出表面41和突起42。同样，即使突起42仅有三条侧边，甚至通过画一条假想线而完成突起42的第四条侧边所形成的一个四边形可能没有两条平行的侧边，但为了便于说明，该突起可称作为“基本呈梯形”。假想线48a和48b是分别通过提升面43的上、下顶点而画出的平行于光输出表面41的线。提升面43具有高度rh，并与假想线48b(如果投影就是与表面41)形成角ρ。高台面44向下朝光输出表面41倾斜，与假想线48a(如果投影就是与表面41)形成角θ。刻面45在假想线48c和48d之间测量的高度为fh，这两条假想线是通过刻面45的上、下顶点而画出的平行于表面41的线。刻面45向下朝光输出表面41倾斜，与假想线48d(如果投影就是与表面41)形成角φ。突起间表面46和47在两侧与突起42相接。突起间表面47向上倾斜离开光输出表面41，与假想线48c(如果投影就是与表面41)形成角γ。
图5表示本发明的点到线转换器51，它具有一楔形光引出器。为了便于说明，诸如突起52a、52b和52c之类的表面结构以夸大的形式表示。这种突起最好要比所表示的小得多，如下面更详细地表示。从点光源50射出的光线进入光束收集器55的光输入表面54，并沿光导管56的长度行进。射在诸如55a、55b、55c和55d等刻面上的光线将通过全内反射而引出光输出表面58。射在诸如57a、57b、57c和57d等突起间表面上的光将通过全内反射在光导管56内朝点到线转换器56的表面58和末端59反射。这些光在射在表面58上后将进一步通过全内反射从表面58朝光导管56中的其它突起(未加标号)反射。基本上所有的光线最终将通过基本平的光输出表面58射出光导管56，并形成一基本均匀分配的矩形光束。
图6表示本发明的点到线转换器61，它具有两个光源60a和60b。与图5的转换器一样，图6的转换器中的突起以夸大的形式表示。来自光源60a和60b的光线进入光束收集器65a和65b的表面64a和64b并沿光导管66行进。光导管66的厚度沿装置的长度减小，在狭窄部分67达到最小。光从例如62a到62d等诸突起引出或反射，最终作为基本均匀分配的矩形光束通过光输出表面68射出光导管66。
图7表示本发明的一前光导向器和显示器组件70。光导向其71位于显示器79的顶部，略微带任选的气隙78而分开。光通过光输入表面76进入光导向器71，并沿导向器行进而射在诸如72a到72d等诸突起的刻面上。
图8表示图7前光导向器71的一部分的放大视图。光线81a射在刻面75上，其反射光线81b向下通过输出表面78朝显示器79反射。射在显示器79(假定显示器79经适当调节)上后，光线81b的反射光线81c将向上反射，通过表面78重新进入光导向器71，然后通过突起间表面76射出光导向器71。沿不同于光线81a的路径射向光导向器71的结构表面的光线83a射在突起间表面77上，其反射光线83b朝光导向器71的表面78和末端(未图示)反射。由于突起间表面77略微向上的斜度，光线83a在突起间表面77上(以及反射光线83b在表面78上)的入射角要大于突起间表面77平行于表面78的场合。同样原因，反射光线83b射在表面78上的点要比突起间表面77平行于表面78的场合更靠近于光导向器71的末端。通过增大光最终到达刻面的入射角，这有助于提高光导向器71的光引出效率。
图9表示行进通过本发明的一背光导向器94的两条光线91a和93a的光路。光线91a射在突起间表面96上，其反射光线91b朝背光导向器91的末端(未图示)反射。光线93a射在刻面95上，其反射光线93b向上朝显示器99反射。如果显示器99经适当调节，则光波93b将朝观察者(未图示)而穿过显示器99。
总体看，光引出器具有一楔形的截面。如果需要，提升面和高台面之间的顶点可位于一直线上。如果诸顶点位于一直线上，将光输出表面指定为基准面，并通过提升面和高台面之间的顶点画出一假想直线，则基准面和假想线之间的夹角β较好约为0.1到6度，更好是约为0.4到4度。在提升面—高台面顶点位于一直线上的本发明一个实施例中，刻面高度沿光引出器的长度保持恒定。在另一个这样的实施例中，刻面高度从光引出器的输入端朝末端或较窄端减小。在另一实施例中，刻面高度从光引出器的输入端朝末端或较窄端减小，高台面部分的长度沿光引出器的长度保持恒定，并且提升面高度从光引出器的末端朝输入端减小一个足以使提升面—高台面顶点位于一条直线上的量。
如果需要，提升面和高台面之间的顶点可位于一弧形路线上。在一个这样的实施例中，刻面高度从光引出器的输入端朝末端或较窄端减小，突起间表面部分长度沿光引出器的长度保持恒定。在另一个这样的实施例中，刻面高度保持恒定，突起间表面长度从光引出器的输入端朝末端或较窄端减小。无论怎样，提升面—高台面顶点位于一弧形路线上的光引出器的角β都应通过计算(光引出器的输入端和末端的厚度差除以光引出器长度)的反正切来估算，如以下公式所示：
β＝arc tan((输入端厚度—末端厚度)/光引出器长度)。
各突起不一定要相同，并且不一定要有相同的角度取向、形状或尺寸。但是，为便于制造，通常最好是形成这样的突起，即各突起之间的提升面、高台面和刻面部分具有相同的角度取向以及段长。如果需要，突起间表面部分的角度取向和段长也可以彼此近似。然而，在光引出器的光输入端附近的突起最好是间隔相对较粗的节距，并朝光引出器的最窄部分(如图6的点到线转换器的较窄的中央地峡区)或末端(如图5、7和9的光引出器的与光输入端相对的端部)方向间隔相对较细的节距。这种间隔变化可方便地通过使突起间表面部分的长度从光引出器的输入端朝末端(或最窄部分)逐渐减小来实现。
各提升面部分最好是平面的，但如果需要的话，也可采用诸如凸形或凹形之类的其它形状。提升面一般不反射或传递来自光引出器内部的光线，因此其表面在光学程度可以不太光滑。但是，必须小心避免提升面的表面过度粗糙。这有助于避免虚反射以及其它看得见的人为现象，这些现象可能因光在光引出器内的反向散射以及反向散射光因此微弱传播通过提升面而引起。提升面高度rh较好是约为0.001到0.5毫米，更好是约为0.002到0.02毫米。基准面和提升面之间的角ρ较好是约为90到45度，更好是约为85到65度。
通常，各高台部分的一部分会位于由射在邻接的提升面上的光线所投射的阴影中，因而不会参与光的反射或引出。在一前光导向器结构中，高台面的未遮蔽部分可用作引出光的上观察口。最好，高台面是平面的，但如果需要，它们可以具有诸如凸形或凹形之类的其它形状。然而，高台面最好具有平坦的、光学程度上光滑的表面，以不致引起引出光的失真。高台面部分的长度较好是约为0.001到1.5毫米，更好是约为0.004到0.12毫米。基准面和高台面之间的角θ较好是约为0到10度，更好是约为0到2度，高台面部分最好平行于基准面(或换句话说，θ最好为零)。
刻面或斜面部分将光朝显示器引导，因而可将其引出(有时遵循一或多次进一步的反射)，并由显示器适当调节。最好，刻面是平面的，但如果需要，它们也可具有诸如凸形或凹形之类的其它形状。最好，刻面具有平坦的、光学程度上光滑的表面，以不致引起反射光的散射。刻面高度fh较好是大于提升面高度，更好是约为0.001到1.5毫米，最好是约为0.002到0.12毫米。基准面和刻面之间的角φ较好是约为20到50度，更好是约为25到45度。
光改向表面的突起间表面部分通过全内反射将光朝光引出器的较窄部分或末端反射。该突起间表面还可用作引出光的下观察口。最好，突起间表面是平面的，但如果需要，它们也可具有诸如凸形或凹形之类的其它形状。最好，突起间表面具有平坦的、光学程度上光滑的表面，以不致引起反射光的散射。如上所述，突起间表面部分的长度最好沿光引出器的长度减小。优选的节距为：从光引出器的光输入端处的每毫米约0.06到12个突起到光引出器的末端或最窄部分处的每毫米约250到1个突起。优选的突起间表面部分的长度约为0.003到15毫米，更好是约为0.003到1.2毫米。基准面和突起间表面之间的角γ较好是约为0到5度，更好是约为0.5到2度。最好，突起间表面沿与楔形相反的方向倾斜。这样倾斜后，来自光引出器的输入端并射在突起间表面上的光将随后趋向于以较高的入射角射在刻面上，从而提高光引出效率。
这些突起可延伸穿过光改向表面的整个宽度(如图7中所示)，或可以呈较短的、小于总宽度的部分的形式，这些部分可以在行、列方向上彼此对齐，也可以行与行错开。这些突起的行可以设置成平行于光输入表面，也可以相对于该输入表面设置成一个角度。最好，这些突起延伸穿过光改向表面的整个宽度，并通常平行于光输入表面。
光输入表面和光输出表面可以是平面的，也可以具有一凸形或凹形的弧度。当光源是点光源时，光输入表面最好具有凸形的弧度。如果入射光没有沿输入表面的宽度均匀分布，则可以在光输入表面上加设小透镜(lenslet)、棱镜、粗糙表面或其它微结构，以使光更均匀地分布。光输出表面最好具有一在光学程度上光滑的表面光洁度，以使传递损失、不希望有的散射和失真达到最小。
光引出器可以有任何需要的总体尺寸和厚度，但最好尽可能地薄，例如在光引出器的最厚部分为5毫米或更小。从预期的显示器观察点观察，光引出器可以是方形的、矩形的、椭圆形的或任何其它需要的形状。光引出器的尺寸和形状通常取决于所需的显示装置的尺寸和形状以及该光引出器是被用作点到线、线到面还是点到面转换器。本发明的光引出器尤其可用作超小型或小型显示装置的点到面或线到面前光导向器，这种显示装置是用由小电池供电的发光二极管(LED)来照明的。合适的显示装置包括用于蜂窝式便携电话、寻呼机、个人数字助理、时钟、手表、计算器、膝上型计算机、车用显示器等的彩色或单色液晶显示器装置。该显示器也可以是一固定的图形显示，诸如广告招贴或标记，或是可变外观的基底，诸如“Gyricon”电子显示材料(由Xerox Corporation开发)。除了发光二极管，其它合适的照明源包括荧光或白炽灯、电致发光灯等。
本发明的光引出器可以由许多种在光学上合适的材料制成，包括：聚碳酸酯；聚丙烯酸酯，诸如聚甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯和玻璃，带有高折射率的塑料，例如最好是聚碳酸酯。光引出器最好是这样来制造，用模塑、压花、固化或其它方式抵靠一由车床转动的工具或其它成形表面形成一可注塑的树脂，该工具由金属或其它耐久材料制成，并带有所需结构表面的负复型。制造这种成形表面以及模塑、压花或固化光引出器的方法是本技术领域的技术人员所熟悉的。如果需要，无需实际的光引出器结构就可对各光引出器设计进行评价，这可以使用合适的光学跟踪建模软件，诸如Breault ResearchOrganization Inc的“ASAP”、Optical Research Associates的“Code V”和“Light Tools”、Wolfram Research Inc的“Optica”以及Focus SoftwareInc的“ZEMAX”。
下面通过非限制性的实例来进一步说明本发明。
                          实例
用CAD软件模拟两个基本呈平面的和三个基本呈楔形的光引出器，并用ASAP光学跟踪软件来对它们进行评价。这种方法所提供的与所观察到的实际结果的一致性基本良好，无需模塑和制造出原型。每个光引出器由折射率为1.58的聚碳酸酯塑料制成。所有光引出器宽30毫米、长40毫米，并具有1毫米厚的输入孔。光引出器1和2的末端厚1毫米。光引出器3、4和5的末端厚0.2毫米。光源假定为矩形，30毫米长、1毫米高，并具有朗伯(Lambertian)光分布。
光引出器1到5的台阶或突起的大体形状分别示于图10a到10e中。图10a到10e中的虚线画成平行于基准面。光引出器4和5是本发明的光引出器。每个光引出器的各部分的角度和尺寸列于表I中。对于光引出器1到4，突起间表面(以及高台面，如果有的话)是水平的(γ为零)。对于光引出器5，突起间表面以0.75度的角γ略微向上倾斜。对于所有的光引出器，提升面(如果有的话)倾斜90度的角ρ。每个光引出器的刻面倾斜30度的角φ。
对于光引出器1到3，表I中所示的提升面高度和刻面高度值适用于整个光引出器。对于光引出器4和5，表I表示最靠近于光引出器输入端的刻面的高度。光引出器4和5的刻面高度从各光引出器的输入端朝末端减小。对于光引出器5，表I表示最靠近于光引出器末端的提升面的高度。光引出器5的提升面高度从光引出器的末端朝输入端减小。这些刻面或提升面高度的变化使光引出器4和5的提升面—高台面顶点处于一条直线上。
每个光引出器的诸突起间的节距不同，以使对显示器的预计的光输出优化为光引出器的光输出表面面积的约±10％内。然后，计算并记录各光引出器的预计的光引出效率。
假定光引出器1和3到5沿光引出器的长度具有200个台阶或突起。假定光引出器2沿光引出器的长度具有400个突起。与光引出器2相比，这就提高了效率，但光输出的均匀度降低了，并且大量的突起使光引出器2更难制造。
                                          表I光引出    β    γ     ρ        θ      φ    提升面    高台面     刻面高   突起    起始节    Δ节距mm    最小节   光引出器序号                       高度     高度mm     度mm     总数     距mm                  距mm     器效率
                          mm1       0°    0°   90°   0°   30°  0.005     0.01768    0.005    200     0.30      1.00363     0.06     27％
                                                                          ×10-32       0°    0°   90°   0°   30°  0.005     0.01768    0.005    400     0.175     4.151×           0.06     42％
                                                                          10-43     1.45°   0°   NA     0°   30°NA      NA       0.004     200     0.21832     0         0.21832   40％4     1.45°   0°   90°   0°   30°  0.005     0.01768    0.013    200     0.4       2.077855    0.06     56％
                                                                          ×10-35     1.45° 0.75°  90°   0°   30°  0.0046    0.01768    0.0138   200     0.44      2.56236     0.06     59％
                                                                          ×10-3注意：“NA”＝不适用
如表I中所示，本发明的光引出器(光引出器4和光引出器5)的总体效率显著好于不带提升面的光引出器(光引出器1和光引出器2)。本发明的光引出器的总体效率也显著好于台阶—楔形型式的光引出器(光引出器3)。这种效率的提高应有助于延长电池供电显示器的电池寿命。
通过进一步调节突起间表面倾斜角γ可以获得效率的进一步提高，但这有可能会降低总体的照明均匀度。
本技术领域的技术人员可以对本发明进行各种不同的修改和变化而不脱离本发明的范围和精神。应予理解，本发明并不局限于上述的示例性实施例。

Claims (20)

1.一种光引出装置，它具有：
a)一光输入端；
b)一基本为平面的、可将光传输到一显示器的光输出表面；以及
c)一大体与光输出表面相对的光改向结构表面；
其中，光输出表面和光改向结构表面限定一基本呈楔形的截面，其厚度从光输入端朝装置的中心减小；光改向结构表面使光朝光输出表面、并由此朝显示器反射；并且，光改向结构表面包括许多突起，每个突起包括一提升面部分、高台面部分和刻面部分，突起的两侧与突起间表面部分相接。
2.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，提升面部分的存在增进光通过刻面部分引出该装置。
3.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，提升面部分的高度变化将改变由刻面部分反射的光与由突起间表面部分反射的光的比率。
4.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，如果从一突起间表面部分与一个突起上的一邻接提升面部分之间的顶点到该突起的一刻面部分与一邻接突起间表面部分之间的顶点画一条假想线以形成一假想四边形，则该四边形的截面大体呈梯形。
5.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，该装置的厚度从光输入端沿装置的整个长度减小。
6.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，如果通过提升面部分与邻接的高台面部分之间的顶点画一条假想线，并将光输出表面指定为基准面，则该基准面与该假想线之间的角β约为0.4到4度。
7.如权利要求6所述的光引出装置，其特征在于，基准面与提升面部分之间的角ρ约为85到65度，基准面与高台面部分之间的角θ约为0到2度，基准面与刻面部分之间的角φ约为20到60度。
8.如权利要求6所述的光引出装置，其特征在于，基准面与一突起间表面部分之间的角γ约为0.5到2度。
9.如权利要求6所述的光引出装置，其特征在于，突起间表面部分和假想线相对于基准面沿相反方向倾斜。
10.如权利要求6所述的光引出装置，其特征在于，诸顶点位于一条直线上。
11.如权利要求6所述的光引出装置，其特征在于，诸顶点位于一条曲线上。
12.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，突起间表面部分的长度从光引出装置的输入端朝光引出装置的最窄部分或末端减小。
13.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，光引出装置的光输入端附近的诸突起间隔相对较粗的节距，并朝光引出装置的最窄部分或末端方向间隔相对较细的节距。
14.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，提升面部分的高度rh约为0.001到0.5毫米，高台面部分的长度约为0.002到1.5毫米，刻面部分的高度fh约为0.001到1.5毫米，突起间表面部分的长度约为0.003到15毫米。
15.如权利要求14所述的光引出装置，其特征在于，刻面部分的高度大于提升面部分的高度。
16.如权利要求1所述的光引出装置，其特征在于，突起延伸穿过光改向表面的整个宽度，并大体平行于光输入表面。
17.一种显示装置，它包括光学连接于如权利要求1所述的光引出装置的一点光源或细长光源，该光引出装置光学连接于一光阀，该光阀调节从光引出装置引出的光。
18.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于，光引出装置是一前光导向器。
19.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于，光引出装置是一背光导向器。
20.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于，该显示装置包括一蜂窝式便携电话、寻呼机、个人数字助理、时钟、手表、计算器、膝上型计算机或运输车辆。
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