TW200921165A - Light guide plate comprising prism with smooth top - Google Patents

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Jae-Han Kim
Man-Suk Kim
O-Yong Jeong
Chul-Goo Chi
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Cheil Ind Inc
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Description

200921165 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種洛曰„ 禋液日日顯不裝置的背光單元之 光導引板，且更特別地係有關於—種具有光滑頂部之^ 鏡’其存在於光導以板的前或後表面i，以改善產品的： 產率及可靠性的光導引板。 r 【先前技術】 通常，一液晶顯示(以下簡稱為’，LCD”）裝置係通過將 電場施加至設置於二破璃基板間的液晶以顯示數字或影 像’其中，液晶係由具有液體及固體間的中間相之材料： 成。 因為LCD裝置不是自恭. m — 疋自發先裝置，其必須被提供一背光
單元做為光源以產生井 P 展王尤攸月光早7L產生的光的透射率在 液晶被均勻排列的一液晶 而、，+上 叫扳T被:調整’而以此方式顯 影像。 圖8係顯示傳統LCD裝置的背光單元之分解立體圖。 如圖8所示，傳統的LCD背光單元包括一光源6卜一 反射板62、-光導引板63、一擴散片64、一棱鏡片65、 及一保護片6 6。 —Ί 61 $ &在LCD裝置中開始發出光。不同類型的光 ,、可被使用，不過，LCD裝置通常採用冷陰極螢光燈 (CCFL)做為光源61，其具有低功率消耗並且發射高亮度白 光。 5142-9277-PF;Ahddub 6 200921165 一光導引板63被提供在LCD面板下方且接進光源61 的一側邊。光導引板63用以將光源61產生的聚光轉換成 平面光，且然後將平面光向前投射至LCD面板。 一反射板62被提供在光導引板63的後側上。反射板 62用以將從光源61射出的光反射向被設置在反射板62前 方的LCD面板69。 擴散片64被提供在光導引板63的前側上。擴散片64 用以將通過光導引板63的光均勻化。 當通過擴散片64時’光在水平及垂直方向上擴散，且 亮度迅速地變差。在這點上，稜鏡片65被用以折射並集中 光，據此增強亮度。 一保護片66被提供在稜鏡片65上方。保護片66用以 防止稜鏡片65被刮傷，且當使用以水平及垂直方向被配置 在二層中的稜鏡片65時防止莫瑞（M〇ire)效應發生。 如圖8所示’光源61通過被提供在背光單元的— 邊緣。因而’光並非均勻地透射通過單元的整個表面，而 是傾向於使單元的邊緣比背光單元的任何其他部分亮。為 了防止此現象，光導引板63被使用。光導引板通常係由透 明的丙烯酸樹脂製成，其由於高強度而不易破裂，且具有 變形抵抗性。光導引板的特徵是其輕的重量及可見光的高 透射率。 換言之，光導引板63用以使從光源6丨射出的光被均 勻地投射至光導引板63的整個表面。不過，實際上，在背 光單元60被拆開且光可從位於光導引板63之一側的光源 5142-9277-PF;Ahddub 7 200921165 61發射的情況中，光並非始 非均勻地被投射至光導引板63的 2個表面’而是被集中於光導 〜命3丨板63的兩端上。這是因為 光導引板63將光從光源61導 导5丨至光導引板6 3的相對侧。 從而，光導引板63的你φ ， 极」的後表面受到特定的處理以使光導 引板63中的光被散反射击 使仔光可被透射通過光導引板 63的整個表面。特別地， 疋等弓丨板63的後表面係由—凸 凹圖案形成’其具有考慮到盘.调^ 1笑沾花秘 J /、九原b 1 #的距離而加以設計 的預定形狀。當凸凹圖幸祜+ 士 ，、曾, 士 口回系破形成在光導引板63的後表面 時，具有較高亮度及均勻性的巫&止> & h 2 J Γ玍的千面先被射出通過液晶顯示 裝置的光導引板的整個表面。 一個凸凹®案的例子係—稜鏡的形式。此-稜鏡光導 引板係經由準備對應圖案的模型，㈣射出成型或熱壓而 製成。不it，在製造過程中，此具有尖頭形狀的稜鏡導致 許多缺點。為了解決這些缺點，製造過程以不同的方式被 改善。 广卜’因為稜鏡的奇怪的形狀，當產品被用以做為背 光單元時，可能會有稜鏡的尖頭頂部與跟稜鏡接觸的薄片 磨擦，導致稜鏡破裂或薄片被磨碎的問題。 【發明内容】 因此，有鑑於上述問題，本發明之目的在於提供—種 製造稜鏡光導引板的方法，其經由將稜鏡的邊緣圓化或去 角至不使亮度大幅地下降的程度，據以增加以與傳統生產 方法相同的方式生產的產品之生產率，並且改善產品的可 5142-9277-PF;Ahddub 8 200921165 靠性。 〜：：明之另-目的在於提供一種LCD裝置 兀、匕括根據本發明的光導引板。 根據本發明之—特微， 具有光滑頂邻述及其他目的可經由提供一 八百尤π頂邛之稜鏡的光導 體，其包括側表面，光被疋成，其包括：一主 表面及-後表面，光二=上’與側表面連接的-前 上的及被提供在前或後表面 複數I鏡#中，各稜鏡具有一圓角，在該處二傾斜 目乂，或是具有被提供在頂 二傾斜表面相交。 卞一表面，在該處 且有之—LCD裝置的棱鏡光導引板，當相較於 角稜鏡之傳統光導引板時，具有不降低亮 度及改善生產率與可靠性的效果。 本發明之上述及其他目的、特點及其他優點將配合附 圖由下面的詳細說明被更清楚地明瞭。 【實施方式】 本發月係針對—種具有光滑頂面之稜鏡的光導引板， 包括：-主體，其包括側表面，光入射至其上，與側表面 連接的-前表面及-後表面，光在其上離去；及被提供在 前或後表面上的複數稜鏡，其中，各稜鏡具有一圓角，在
έ亥處二傾斜表面相交，志县I亡★ A x或疋具有在頂部的一平坦表面’在 該處二傾斜表面相交。 現在，將參考附圖詳細說明根據本發明之具有光滑頂 5142-9277-PF;Ahddub 200921165 面之稜鏡的光導弓丨板的一較佳實施例。 應注意為了清楚，構成本發明的 被誇大。 ㈣尺寸在附圖中 再者，在說明中使用的名詞係考慮本發明的功能被定 義。從而，應預期名詞可根據使用者或操作者使用 變。 τ况人 因此，定義應係基於本發明的整個說明。 圖1係根據本發明繪示包括具有一光滑頂部的棱鏡之 光導引板的後表面的立體圖。 參閱圖卜光導引板的主體100包括：相對的側表面 HH，光入射至其上；一前表面1〇3’被連接至側表面⑻ 並且被設置相對於- LCD面板；及—後表面m，被連接 至侧表面101並且被設置相對於前表面1〇3。 通常，名詞”側表面1〇1”意指一物體的側表面。不 過，在此說明書中，财面101被定義為在其上從光源106 被射出的光被人射的表面。因此，如圖i所示，側表面⑻ 分別對應於被設置鄰接光源〗〇6的二表面丨〇1。 後表面105在平行於光源的縱向方向之縱向方向上被 提供有複數主棱鏡11G。後表面m也在垂直於主棱鏡的 方向上被提供有複數補充稜鏡（未顯示）。補充稜鏡（未顯示） 係取决於光導引板需要的特徵被隨意地提供。從而，有一 些僅提供主稜鏡的情況。 如上所述，光導引板具有被提供在後及前表面上的複 數稜鏡。主稜鏡、補充稜鏡或前稜鏡的各稜鏡通過具有三 5142-9277-PF;Ahddub 10 200921165 角截面。 或二供在—的-鏡、補充稜鏡 的截面形狀。因此，、、疋胃於對應於所有稜鏡之特定 ΛΑ 上述稜鏡係全體被稱為稜鏡，且它們 的特疋的戴面結構將在下面說明。 圖2係根據本發明之筮 止A s a之弟—較佳實施例繪示各自具有一 先m頂點的複數棱鏡的剖面圖。
參閱圖2，根據本發明 M 知月之第—實施例的棱鏡2 0 0之特 徵係在頂部205具有圓形頂面。 ^維持頂4 205的頂面’在該處二傾斜表面2〇2及2〇4 相交：以具有-銳邊對於光學效率係有利的。不過，因為 稜鏡係以數十微米至數百微米的細微尺寸被製造，其難以 製造具有細微尺寸的稜鏡頂部2〇5以具有一銳邊。 也就是，許多缺點係由不能形成一致的頂部2〇5被產 生。此外，即使可形成一尖頭頂部，也會有頂面被輕易損 壞的問題。 稜鏡200係經由熱壓或射出成型被製造。在此時，頂 面可能在變形期間被損壞，或是可經由與其他薄片磨擦而 破裂或被薄片磨損。 本發明已如圖2所示將頂面圓化以防止在頂面上的損 壞且具有減少在製造期間產生的缺點的效果。 最好，光滑頂面205的高度（H1)係被形成為比在圓化 處理之前的三角形式的高度（H2)小1/30至1/2。 當高度的降低小於1 /30時，防止缺點的效果無法通過 5142'9277-PF；Ahddub 11 200921165 • ®化處理被達成。另一方面，當高度的降低大於1/2時， 棱鏡的光學效率被降低。 圖3係根據本發明之第二較佳實施例繪示各自具有一 光滑頂點的複數稜鏡的剖面圖。 士圖3所示，根據本發明之第二較佳實施的稜鏡3 〇 〇 之特徵係八有去角的頂點3 〇 5。也就是，頂點的頂面被 提供有一切割的形式之平坦表面3〇6。頂點並未在製造稜 ，鏡的過程被纟角，@ {使用才莫型或熱壓被處理成一切割的 1 形式。 頂β 305被提供有平坦表面以和本發明的第一較 侄貫她例樣防止對頂點的頂端之損壞，從而具有與第一 較佳實施例相同的效果。 最好，經由形成平坦表面3〇6之稜鏡的高度降低 (Η4-Η3)被限制於稜鏡的高度之1/3〇至1/2的範圍。 圖4係根據本發明之第三較佳實施㈣示各自具有— 光滑頂點的複數稜鏡的剖面圖。 第一較佳實靶例係第二較佳實施例的修正。在此點 。根據本發明之第二較佳實施例的棱鏡《特徵係將 j圓^在該處平坦表面3〇6與二傾斜表φ聊及3〇4、相 父。运是因為當平坦表面3〇6與二表面302及304相交以 再次形成尖角時，有很高的可能性使這些角也產生缺陷。 圖5係繪示做為與稜鏡的頂點之累積距離的分佈函數 之通過稜鏡的後表面中的單位位置之光數量的分佈的圖 式。 5142-9277-PF;Ahddub 12 200921165 X軸表示一稜鏡的傾斜表面，其被分割成從稜鏡的頂 點開始的1 00相等部分。在此，圖式左邊係關於頂部且右 邊係關於稜鏡之下部。在各位置的光數量指通過經由將傾 斜表面分割成1 〇〇相等部分而獲得的各自的單位位置之光 數置。光的累積數量指根據從頂部開始的累積距離之光的 累積數量。 圖6係列舉根據稜鏡的一高度之光的累積數量的部分 資料的表。通過約1 〇%的稜鏡高度之光的累積數量係約 7. 5%。因此’當此1〇%的稜鏡被磨圓時，約7. 5%的出射亮 度被降低。 比較例及實驗例 具有尖頭頂點的典型的傳統棱鏡（比較例）及具有去角 頂點的本發明的稜鏡（實驗例）被製造’且它們的亮度係為 了比較被測量。 比較例及實驗例的稜鏡分別具有82。的頂點角度及 5 0 // m的間距。相同的前稜鏡在比較例及實驗例中被提供 在光導引板的前表面上。此外，實驗例的稜鏡具有被圓化 以具有3 /z m的彎曲半徑的頂點。 圖7係繪示傳統的光導引板（比較例）及根據本實施例 的光導引板（實驗例）的亮度測量的結果之圖式。 如圖7所示，實驗例的光導引板顯示與比較例的光導 引板相比大約相同的亮度分佈，以及約7 %的平均亮度降 低。雖然亮度降低不顯著，由具有一尖頭頂點導致的問題 可被解決，因而改善生產率及可靠性。 5142-9277-PF;Ahddub 13 200921165 雖然本發明之較佳 此技藝者將察知在不脫離㈠4了說明而被揭露’熟知 的範嘴及精神的情況下可進專利範圍中揭露的本發明 進仃不同的修正及增減。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明检千七 ^ ^ ^ /Λ 、日^、匕括具有一光滑頂部的稜鏡之 先導引板的後表面的立體圖； 圖2係根據本發明笛 、 乃之第一較佳實施例繪示各自具有一 光滑頂點的複數稜鏡的剖面圖； 圖3係根據本發明之楚_私a & 一 第一較佳實施例續·示各自具有一 光滑頂點的複數稜鏡的剖面圖； 圖4係根據本發明之第三較佳實施例繪示各自具有〆 光滑頂點的複數稜鏡的剖面圖； 圖5係緣不通過棱鏡的光的數量之分佈及累積分佈的 圖式； 圖6係列舉圖5的圖式之部分資料的表； 圖7係比較根據本發明之一實施例的正面亮度的圖 式；及 體圖 圖8係顯示傳、统LCD冑置的背光單元之分解立 【主要元件符號說明】 60〜背光單元； β 2〜反射板； 64〜擴散片； 61〜光源； 63〜光導引板； 65〜稜鏡片； 5142-9277-PF；Ahddub 14 200921165 6 6 ~保護片； 69~LCD 面板； 100〜主體； 1 0 1〜側表面； 10 3〜前表面； 10 5 ~後表面； 1 0 6〜光源； 11 0 ~主稜鏡； 200、300〜稜鏡； 2 0 5〜頂部； 3 0 5〜頂點； 306〜平坦表面 202 、 204 、 302 ' 304- -傾斜表面。 15 5142-9277-PF;Ahddub

Claims (1)

  1. 200921165 十、申請專利範圍： 1. 一種光導引板，包括： 一主體，包括側表面，光入射至其上，與側表面連接 的一前表面及一後表面，光在其上離去；及 複數稜鏡，被提供在前或後表面上， 其中，各稜鏡具有一圓形的頂部，在該處二傾斜表面 相交。 2· —種光導引板，包括： 主體’包括側表面，光入射至其上，與側表面連接 的—前表面及-後表面’光在其上離去；及 複數稜鏡，被提供在前或後表面上， 其中各稜鏡具有被提供在頂部上的平坦表面，在該 處二傾斜表面相交。 3 ’如申明專利範圍第1或2項的光導引板’其中，稜 鏡具有比被測里至二傾斜表面的延伸線在該處相交的點之 高度小1/30至1/2的高度。 .士申明專利範圍帛2項的光導引板，其中，頂部具 有圓角’在該處二傾斜表面及平坦表面相交。 5·種背光單兀’包括申請專利範圍第1 4 2項的光 導引板。 6. -種液晶顯示裝置，包㈣請專利範圍第 光單元。 5142-9277-PF;Ahddub 16
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