CN1209665C - 控制发光角度的光导板及其液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制发光角度的光导板，包括多个凹陷或突出部。每一凹陷或突出部包括一圆形平面与一弧形侧面，其中弧形侧面边缘与圆形平面的边缘连接。圆形平面具有圆心A点与圆周，圆周上具有一B点。主轴由圆心A点向垂直于圆形平面的方向延伸。弧形侧面以主轴上一D点依预定半径R定义而成。弧形侧面具有第一端与第二端，第一端与圆形平面相连接，第二端具有一C点。主轴与圆形平面圆周上B点夹有第一角度，且主轴与弧形侧面第二端之C点具有第二角度，弧形侧面环绕主轴一周形成。光导板还包含覆盖圆形平面与弧形侧面的反射薄膜。通过改变第一与第二角度，可控制光导板的发光角度。使用此光导板可进一步增加液晶显示装置的可视角度。

Description

控制发光角度的光导板及其液晶显示装置

                     技术领域

本发明涉及一种控制出射光角度的光导板，尤其涉及一种增加液晶显示装置的可视角度的光导板。

                     背景技术

图1概要地显示了一种现有的液晶显示装置。如图1所示，现有的液晶显示装置包括一光导板1，光导板1包含一光入射端面1a以及一光发射面1b。现有的液晶显示装置还包括设置于光导板1的光入射端面1a的一光源2、设置于光导板1的光发射面1b的一散射装置3、设置于光导板1下的一反射板4以及一液晶面板5。

当光源2发射光线后，光线即进入光导板1中。于光导板1中，光线以全反射方式进入散射装置3中。部分离开光导板的光线可通过反射板4的反射，再进入散射装置3中。接着，光线通过此散射装置3均匀地入射液晶面板5。

在现有的液晶显示装置中，液晶显示装置的可视角度受限于散射装置和液晶面板的结构。然而，还没有通过光导板调节液晶显示装置的可视角度。

                     发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种控制发光角度的光导板，该光导板包含一本体，其具有一光发射面、光反射面及光接收端面，于光反射面上具有多个凹陷，每一凹陷包括一圆形平面与一弧形侧面。圆形平面具有一圆心A点与一圆周，圆周上具有一B点。一主轴由圆心A点向垂直于圆形平面的方向延伸。弧形侧面以主轴上一D点依一预定半径R定义而成。弧形侧面具有一第一端与一第二端，第一端与圆形平面相连接，第二端具有一C点。主轴与圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且主轴与弧形侧面第二端之C点具有一第二角度，弧形侧面环绕主轴一周形成。该光导板还包含一反射薄膜，覆盖圆形平面与弧形侧面。在此光导板中，由该光发射面发出的光线的角度可由该第一角度与该第二角度确定。

本发明的另一目的在于提供一种控制发光角度的光导板，该光导板包含一本体，其具有一光发射面、光反射面及光接收端面，于光反射面上具有多个突出部。每一突出部包括一弧形侧面与一圆形平面。圆形平面具有一圆心A点与一圆周，圆周上具有一B点，一主轴由圆心A点向垂直于圆形平面的方向延伸。弧形侧面以主轴上一D点依一预定半径R定义而成。弧形侧面具有一第一端与一第二端，第一端与圆形平面相连接。第二端具有一C点，主轴与圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且主轴与弧形侧面第二端之C点具有一第二角度，弧形侧面环绕主轴一周形成。此外，每一突出部上具有一反射层。通过调节第一角度与第二角度的范围，可控制光导板的发光角度。

本发明的再一个目的在于提供一种液晶显示装置，包括一液晶面板、一控制发光角度的光导板、一光源以及一反射板。光导板包含一本体，其具有一光发射面、光反射面及光接收端面，于光反射面上具有多个凹陷。每一凹陷包括一弧形侧面与一圆形平面。圆形平面具有一圆心A点与一圆周，圆周上具有一B点，一主轴由圆心A点向垂直于圆形平面的方向延伸。弧形侧面以主轴上一D点依一预定半径R定义而成。弧形侧面具有一第一端与一第二端，第一端与圆形平面相连接。第二端具有一C点，主轴与圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且主轴与弧形侧面第二端之C点具有一第二角度，弧形侧面环绕主轴一周形成。此外，每一凹陷内具有一反射层。通过调节第一角度与第二角度的范围，可控制光导板的发光角度。进而，调节液晶显示装置的可视角度。

本发明的再一个目的在于提供一种液晶显示装置，包括一液晶面板、一控制发光角度的光导板、一光源以及一反射板。光导板包含一本体，其具有一光发射面、光反射面及光接收端面，于光反射面上具有多个突出部。每一突出部包括一弧形侧面与一圆形平面。圆形平面具有一圆心A点与一圆周，圆周上具有一B点。一主轴由圆心A点向垂直于圆形平面的方向延伸。弧形侧面以主轴上一D点依一预定半径R定义而成。弧形侧面具有一第一端与一第二端，第一端与圆形平面相连接，第二端具有一C点。主轴与圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且主轴与弧形侧面第二端之C点具有一第二角度，弧形侧面环绕主轴一周形成。此外，每一突出部上具有一反射层。通过调节第一角度与第二角度的范围，可控制光导板的发光角度，进而，调节液晶显示装置的可视角度。

本发明的一个特征在于，通过调节每一凹陷的第一角度与第二角度的范围，可控制光导板的发光角度。

本发明的另一特征在于，通过调节每一突出部的第一角度与第二角度的范围，可调节液晶显示装置的可视角度。

本发明的一个优点在于，使用上述控制发光角度的光导板可取代散射装置。

本发明的另一优点在于，使用上述控制发光角度的光导板可减少液晶显示装置的厚度。

                     附图说明

为了使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1概要地显示一种现有的液晶显示装置；

图2是一剖面图，其概要地显示本发明第一实施例的控制发光角度的光导板；

图3概要地说明上述凹陷控制光导板的发光角度；

图4概要地显示使用本发明第一实施例的控制发光角度光导板的液晶显示装置；

图5是一剖面图，其概要地显示本发明第二实施例的控制发光角度的光导板；以及

图6概要地显示使用本发明第二实施例的控制发光角度光导板的液晶显示装置。

附图中的附图标记说明如下：

1       光导板         1a    端面

1b、1c  侧面           2     光源

3     散射装置         4    反射板

5     液晶面板         10   光导板

11    光发射面         12   光反射面

13    光接收端面       14   多个凹陷

141   主轴             142  圆形平面

143   弧形侧面         144  反射薄膜

L     法线             20   液晶面板

30    反射板           40   光源

50    散射装置         51   散射片

52    棱镜片           53   保护薄膜

60    光导板           61   光发射面

62    光反射面         63   光接收端面

64    多个突出部       641  主轴

642   圆形平面         643  弧形侧面

644   反射薄膜         α1  第一角度

α2   第二角度

                   具体实施方式

第一实施例

图2是一剖面图，其概要地显示本发明第一实施例的控制发光角度的光导板。如图2所示，本发明的控制发光角度的光导板10具有一光发射面11、一光反射面12与一光接收端面13。此外，于光导板的光接收端面13旁设置一光源(未示出)。本发明的特征在于，于光反射面12上形成多个反射图案14。

如图2所示，多个反射图案系多个凹陷。每一凹陷具有一圆形平面142与一弧形侧面143。圆形平面具有一圆心A点，圆周上具有一B点。一主轴141由圆心A点向垂直于圆形平面142的方向延伸。弧形侧面143以主轴141上一D点依一预定半径R定义而成。弧形侧面143具有一第一端与一第二端，第一端与圆形平面142相连接，第二端具有一C点。主轴141与圆形平面142圆周上B点夹有一第一角度α1，且主轴141与弧形侧面143第二端之C点具有一第二角度α2，弧形侧面143环绕主轴141一周形成。与主轴141夹第一角度α1的弧形侧面143边缘亦与圆形平面142的边缘连接。于每一凹陷内，形成覆盖圆形平面142与弧形侧面143的一反射薄膜144，用以反射照射此凹陷的光束。

图3概要地说明上述凹陷控制光导板的发光角度。于本发明的第一实施例中，光源2发光时，光束进入光导板10的范围是张角为±41.15°的照明范围。如图3所示，Θ表示当灯管2发射的光线照射于上述弧形侧面143上的一点与主轴141的夹角，Θ范围是47.85°至90°。θ是光线入射上述弧形侧面143上的一点与该点法线L的夹角。θ′是自该点反射的光线与该点法线L的夹角。Θ′是反射光线与主轴141的夹角。α是该点法线L与主轴141的夹角。因此，上述角度Θ、Θ′、θ、θ′及α满足下列等式：

θ＝Θ-α        (1)

Θ′＝θ′-α    (2)

根据反射定律，入射角θ等于反射角θ′。因此，等式(1)与等式(2)改写为

Θ′＝Θ-2α     (3)

其中，Θ范围是47.85°至90°。参考图3，当控制光导板的发光角度范围为±70°且光导板的折射率为1.48时，根据斯涅耳(Snell)定律，可得到光束于光导板内的入射角Θ′为±39.4°。进一步，自等式(3)中获得α值的范围为25°至45°。换言之，于每一凹陷中，第一角度为25°，及第二角度为45°。

图4概要地显示使用本发明第一实施例的控制发光角度光导板的液晶显示装置。如图4所示，使用本发明第一实施例的控制发光角度光导板的液晶显示装置包括：一液晶面板20、一控制发光角度的光导板10、一反射板30以及一光源40。此外，于液晶面板20与光导板10之间可设置一散射装置(diffusing means)50。光导板10具有一光发射面11、一光反射面12以及一光接收端面13；其中，光发射面11与光反射面12彼此互相对立。光源40设置于光导板10的光接收端面13旁，且光源40朝向光接收端面13发光。反射板30与光反射面12毗邻设置，且光导板10设置于液晶面板20与反射板30之间。

如图4所示，当光源40发光时，光自光源40入射光接收端面13。接着，进入光导板10的光通过光反射面12上的多个凹陷14以光发射角度±70°照射液晶面板20。最后，液晶面板20产生可视角度±70°的影像。

第二实施例

图5是一剖面图，其概要地显示本发明的第二实施例的控制发光角度的光导板。如图5所示，本发明的控制发光角度的光导板60具有一光发射面61与一光反射面62。此外，于此光导板60之一端面63，设置一光源。本发明的特征在于，于上述光反射面62上形成多个反射图案。

如图5所示，多个反射图案是多个突出部64。每一突出部64具有一主轴641与垂直于此主轴641的一圆形平面642。此外，以一预定半径R自与主轴641夹第一角度α1至与主轴641夹第二角α2所形成的弧，并且以此弧环绕主轴641一周形成一弧形侧面643。与主轴641夹第一角度α1的弧形侧面643边缘亦与圆形平面642的边缘连接。再者，于每一突出部64的表面上，形成覆盖上述圆形平面642与弧形侧面643的一反射薄膜644，其反射照射此突出部的光束。

也就是说，圆形平面642具有一圆心A′点，圆周上具有一B′点。主轴641由圆心A点向垂直于圆形平面642的方向延伸。弧形侧面643以主轴641上一D′点依一预定半径R定义而成。弧形侧面643具有一第一端与一第二端，第一端与圆形平面642相连接，第二端具有一C′点。主轴641与圆形平面642圆周上B′点夹有一第一角度α1′，且主轴641与弧形侧面643第二端的C′点具有一第二角度α2′，弧形侧面643环绕主轴641一周形成。与主轴641夹第一角度α1′的弧形侧面643边缘亦与圆形平面642之边缘连接。

图6概要地显示使用本发明第二实施例的控制发光角度光导板的液晶显示装置。如图6所示，使用本发明第二实施例的控制发光角度光导板的液晶显示装置包括：一液晶面板20、一控制发光角度的光导板60、一反射板30以及一光源40。此外，于液晶面板20与光导板60之间可设置一散射装置50。光导板60具有一光发射面61、一光反射面62以及一光接收端面63；其中，光发射面61与光反射面62彼此互相对立。光源40设置于光导板60的光接收端面63旁，且光源40朝向光接收端面63发光。反射板30与光反射面62毗邻设置，且光导板60设置于液晶面板20与反射板30之间。

如图6所示，上述光源40发光时，光自光源40入射光接收端面63。接着，进入光导板60的光通过光反射面62上的多个突出部64以光发射角度±70°照射液晶面板20。最后，液晶面板20产生可视角度±70°的影像。

在本发明中，可于光导板的光发射面61上设置一散射装置50，其中依序分别包括一散射片(diffusing sheet)51、一棱镜片(prism sheet)52及一保护薄膜(protecting film)53。上述保护薄膜53与光导板的光发射面61毗邻设置，且散射片51与液晶面板20毗邻设置。最后，一液晶面板20设置于散射装置50上，形成一液晶显示装置。

于本发明中，选择不同发光角度的光源及改变凹陷或突出部的第一角度α1与第二角度α2，可控制光导板的发光角度。进一步，可改变液晶显示装置的可视角度。

虽然本发明已通过一优选实施例公开如上，但是其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行更改与润饰，因此本发明的保护范围以所附权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种控制发光角度的光导板，包括：

一本体，具有一光发射面、光反射面及光接收端面，于该光反射面上具有多个凹陷，每一凹陷包括一圆形平面与一弧形侧面；以及

一反射薄膜，覆盖上述圆形平面与上述弧形侧面，

其中，该圆形平面具有一圆心A点与一圆周，该圆周上具有一B点，一主轴由该圆心A点向垂直于该圆形平面的方向延伸；

该弧形侧面以该主轴上一D点依照一预定半径R定义而成，该弧形侧面具有一第一端与一第二端，该第一端与该圆形平面相连接，该第二端具有一C点，该主轴与该圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且该主轴与该弧形侧面第二端的C点具有一第二角度，该弧形侧面环绕上述主轴一周形成；

由该光发射面发出的光线的角度可由该第一角度与该第二角度确定。

2.一种控制发光角度的光导板，包括：

一本体，具有一光发射面、光反射面及光接收端面，于该光反射面上具有多个突出部，每一突出部包括一圆形平面与一弧形侧面；以及

一反射薄膜，覆盖上述圆形平面与上述弧形侧面；

其中，该圆形平面具有一圆心A点与一圆周，该圆周上具有一B点，一主轴由该圆心A点向垂直于该圆形平面的方向延伸；

该弧形侧面以该主轴上一D点依照一预定半径R定义而成，该弧形侧面具有一第一端与一第二端，该第一端与该圆形平面相连接，该第二端具有一C点，该主轴与该圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且该主轴与该弧形侧面第二端之C点具有一第二角度，该弧形侧面环绕上述主轴一周形成；

由该光发射面发出的光线的角度可由该第一角度与该第二角度确定。

3.一种液晶显示装置，至少包括：

一光导板，具有一光发射面、一光反射面以及一光接收端面，并且于该光反射面上具有多个凹陷，每一凹陷包括一圆形平面与一弧形侧面，该圆形平面与该弧形侧面覆盖有一反射薄膜；

一液晶面板，与上述光导板的光发射面毗邻设置；以及

一光源，与上述光导板的光接收端面毗邻设置，且该光源朝向该光接收端面发射具有一预定发光角度的光，

其中，该圆形平面具有一圆心A点与一圆周，该圆周上具有一B点，一主轴由该圆心A点向垂直于该圆形平面的方向延伸；

该弧形侧面以该主轴上一D点依照一预定半径R定义而成，该弧形侧面具有一第一端与一第二端，该第一端与该圆形平面相连接，该第二端具有一C点，该主轴与该圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且该主轴与该弧形侧面第二端的C点具有一第二角度，该弧形侧面系环绕上述主轴一周形成；

由该光发射面发出的光线的角度可由该第一角度与该第二角度确定。

4.如权利要求3所述的液晶显示装置，还包括一反射板，该反射板设置于上述光导板下方。

5.如权利要求3所述的液晶显示装置，还包括一散射装置，该散射装置设置于上述液晶面板与光导板之间。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其中上述散射装置依序包括一保护薄膜、一棱镜片、一散射片，其中上述保护薄膜设置于上述光导板之上。

7.一种液晶显示装置，包括：

一光导板，具有一光发射面、一光反射面以及一光接收端面，并且于该光反射面上具有多个突出部，每一突出部包括一圆形平面与一弧形侧面，该圆形平面与该弧形侧面上覆盖有一反射薄膜；

一液晶面板，与上述光导板的光发射面毗邻设置；以及

一光源，与上述光导板的光接收端面毗邻设置，且该光源朝向该光接收端面发射具有一预定发光角度的光，

其中，该圆形平面具有一圆心A点与一圆周，该圆周上具有一B点，一主轴由该圆心A点向垂直于该圆形平面的方向延伸；

该弧形侧面以该主轴上一D点依照一预定半径R定义而成，该弧形侧面具有一第一端与一第二端，该第一端与该圆形平面相连接，该第二端具有一C点，该主轴与该圆形平面圆周上B点夹有一第一角度，且该主轴与该弧形侧面第二端的C点具有一第二角度，该弧形侧面环绕上述主轴一周形成；

由该光发射面发出的光线的角度可由该第一角度与该第二角度确定。

8.如权利要求7所述的液晶显示装置，还包括一反射板，该反射板设置于上述光导板下方。

9.如权利要求7所述的液晶显示装置，还包括一散射装置，该散射装置设置于上述液晶面板与光导板之间。

10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其中上述散射装置依序包括一保护薄膜、一棱镜片、一散射片，其中上述保护薄膜设置于上述光导板之上。

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