TW201013116A - Illuminating device and display - Google Patents

Description

201013116 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於例如從背後照亮穿透型之液晶面板之照明 裝置及包含該照明裝置之顯示裝置。 【先前技術】 自以往’作為文字處理機或桌上型個人電腦等之顯示裝 置’係使用於液晶面板之背後配置有背光（照明裝置）之液 晶顯示裝置。作為此類液晶顯示裝置用之照明裝置，由於 馨輕量化及薄型化的要求，其主流係於導光板之侧端部配置 如螢光管之線狀光源，且於該導光板上設置有液晶面板之 側面照光型的照明裝置。然而，隨著電視用途等之近來顯 不裝置之大型化’上述側面照光型之照明裝置大多亮度不 足，因此近年來係使用於液晶面板正下方配置有線狀光源 之正下方型的照明裝置（專利文獻丨）。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻 1] W02006/071616 【發明内容】 隨者顯示裝置之大型化及薄型化，照明裝置亦大型化及 薄型化’使用於照明裝置之線狀光源條數增加，並且有配 置於線狀光源正上方之平板狀光學元件與線狀光源之間隙 變窄的趙勢。然而，當線狀光源條數增加時，照明裝置之 消耗電力增大’電視的消耗電力亦增大，因此考慮能儘可 能地不增加線狀光源數，亦即藉由加寬相鄰線狀光源彼此 137775.doc 201013116 之間隔’以抑制消耗電力的増大量。然而，如此一來照 月裝置之照射光束之面内亮度係於線狀光源之正上方位置 變高，於線狀光源彼此間之中央位置的正上方位置變低， 會有在面内發生壳度不均的問題。而且，於縮窄配置於線 狀光源正上方之平板狀光學元件與線狀光源之間隙之情況 下，亦同樣會有在面内發生亮度不均的問題。 因此，提案有一種於内部分散擴散材料（填料）而形成之 擴散板之光射出側的面内，設置複數個同一形狀之非球面 狀凸部之方案。藉此，不僅獲得由填料所造成的擴散效 果亦可獲得由非球面形狀所造成的線狀光源正上方之光 的擴散效果，因此可改善亮度不均。然而’其效果有限， 不太能加寬相鄰線狀光源彼此之間隔，或縮窄線狀光源與 光學7L件之間隔。因此，進一步考慮於線狀光源彼此間之 中央部分的正上方位置，將凸部製成稜鏡形狀，使線狀光 源彼此間之中央部分的正上方位置之正面亮度增大。然 而，如此一來，雖可改善從正面觀看時之面内亮度不均， 但會有從斜方向觀看時之面内亮度不均惡化的問題。 本發明係有鑑於該問題點而完成，其目的在於提供—種 不僅可減低從正面方向，亦可減低從斜方向觀看時之面内 亮度不均之照明裝置及顯示裝置。 本發明之照明裝置包含：複數個線狀光源，其等係配置 為各個之中心轴相互平行，並且包含於一個面内；反射 板’其係與各線狀光源對向配置；平板狀之擴散構件，其 係就一個面而言，配置於反射板之相反側；及光學構件 137775.doc 201013116 其係配置於各線狀光源與前述擴散構件之間。於此，光學 構件包含有：光射入面，其係平行於上述一個面；及光射 出面。在光射出面上’於與各線狀光源及上述一個面之 法線方向相對向之第1區域上設置有第1立體構造，並且於 於與中間區域及上述一個面之法線方向相對向之第2區 域，設置有第2立體構造，該中間區域係一個線狀光源與 鄰接於該一個線狀光源之其他線狀光源之間之中間區域。 然後’令第1部分在從上述一個面之法線方向觀看光學構 • 件時，於第1區域所佔之比例設為κι，該第1部分係使從各 線狀光源垂直地射入於光射入面之光藉由第1立體構造而 全反射而產生朝向反射板之回光者；並令使從各線狀光源 垂直地射入於光射入面之光藉由第2立艎構造而全反射而 產生朝向反射板之回光之第2部分在從上述一個面之法線 方向觀看光學構件時，於第2區域所佔之比例設為K2時， K1及K2係符合下式：

Kl-K2>0 本發明之顯示裝置包含：面板，其係根據圖像信號而加 以驅動；及上述照明裝置，其係照明面板。 於本發明之照明裝置及顯示裝置，在光學構件中，Κ1大 於Κ2。亦即，由於相當於各線狀光源正上方之第1區域， 係較由第1區域所挾住之第2區域更不易透光，因此來自第 1區域之回光係於反射片材等而加以反射等，並於照明裝 置内循環後，大部分的循環光係通過相對容易透光之第2 區域。藉此，若對比射入於光學構件之光的光量分布與通 137775.doc 201013116 過光學構件之光的光量分布，從第1區域往第2區域產生光 量的移動》而且，由於第2區域較第1區域容易透光，因此 可謂於第2區域係聚光性弱、擴散性強。藉此，通過第2區 域之光的光量不僅分布於正面，亦廣泛分布於斜方向。 若依據本發明之照明裝置及顯示裝置，於光學構件中， 由於使K1大於K2，因此可從第1區域往第2區域產生光量 之移動，進一步可使通過第2區域之光的光量不僅分布於 正面，亦廣泛分布"於斜方向。藉此，不僅可減低從正面方 向，亦可減低從斜方向觀看時之面内亮度不均。 【實施方式】 以下，參考圖式來詳細說明關於本發明之實施型態。 圖1係表示關於本發明之一實施型態之照明裝置1之剖面 構成。 該照明裝置1包含複數個線狀光源i 〇、反射板i i、擴散 板12、光學片材13(光學構件）及擴散片材14(擴散構件）。 反射板11係於各線狀光源1〇背後’與各線狀光源1〇對向地 配置’擴散板12、光學片材13及擴散片材14係就各線狀光 源10而言，從各線狀光源丨〇側以此順序而配置於反射板i i 之相反側，並且與各線狀光源丨〇對向配置。 複數個線狀光源10係由例如熱陰極管（HCFL : Hot

Cathode Fluorescent Lamp)、冷陰極管（CCFL : Cold Cathode

Fluorescent Lamp)、或複數個點狀光源（LED等）配置為線 狀之物等所組成’例如圖1所示，配置為各個之中心轴Αχ 相互平行或大致平行’並且包含於一個面（1〇八）内。此 137775.doc 201013116 外，雖未圖示’但複數個線狀光源10配置為格子狀亦可。 反射板11係對向配置於從包含各線狀光源10之中心轴 AX之面10A ’僅分離特定間隙之位置，並於線狀光源丨〇侧 包含有反射面。該反射面不僅具有正反射的功能，亦宜具 • 有擴散反射的功能。為了顯現出此類正反射及擴散反射的 功能，雖可於反射面使用將樹脂著色為白色之物，但該情 況下’宜可獲得南度的光線反射特性。作為該類材料可舉 出例如聚碳酸酯樹脂、聚丁烯對苯二甲酸酯樹脂等。 • 擴散板12係例如包含有在比較厚層之板狀透明樹脂之内 部’分散擴散材料（填料）而形成之光擴散層之厚且剛性高 之光學片材。該擴散板12亦作為支持其他光學片材（例如 光學片材13及擴散片材14)之支持體而發揮功能。此外， 擴散板12亦可組合有在比較厚層之板狀透明樹脂之内部， 分散擴散材料（填料）而形成之物，與在比較薄層之膜狀透 明樹脂上塗布含擴散材料之透明樹脂（黏合劑）而形成之 物0 ® 於此，板狀或膜狀之透明樹脂係使用例如pET、丙烯酸 及聚碳酸酯等光穿透性熱塑性樹脂。上述擴散板12所含之 光擴散層具有例如丨mm以上、5 mm以下之厚度。而且， 光擴散材料係由具有例如0.5 μΓη以上、10 μϊη以下的平均 粒徑之粒子所組成，相對於上述光擴散層全體之重量，以 〇.1重量部以上、1〇重量部以下之範圍分散於透明樹脂 中。作為光擴散材料之種類可舉出例如有機填料或無機填 #等’但使用空洞性粒子作為光擴散材料亦可。藉此，該 137775.doc 201013116 擴散板12具有擴散來自各線狀光源1〇之光或來自光學片材 13側之回光的功能。 若光擴散層薄於1 mm，有損光擴散性，而且在以框體 (未圖示）支持擴散板丨2時，唯恐無法確保片材剛性。而 且，若光擴散層厚於5 mm，於藉由來自光源的光加熱擴 散板12時，其熱難以散放，唯恐擴散板12會撓曲。於光擴 散材料之平均粒徑在〇·5 μηι以上、1〇 μιηα下之範圍内， 光擴散材料相對於光擴散層全體之重量，以〇1重量部以 上、10重量部以下之範圍分散於透明樹脂中之情況時，作 為光擴散材料之效果會效率良好地顯現，利用與後述之光 學片材13之組合，可效率良好地消除亮度不均。 擴散片材14係例如於比較薄層之膜狀透明樹脂上，塗布 含光擴散材料之透明樹脂而形成之薄光學片材。該擴散片 材μ具有擴散通過擴散板12及光學片材13之光的功能。 光學片材13係例如圖1、圖2(Α)所示，複數個凸部13 A、 1 3B、13C配置於擴散片材丨4側（光射出側）之面之薄光學片 材。圖2(A)係放大表示圖i之光學片材13，圖2(0)係表示 圖2(A)之光學片材13之凸部13A、13B、13C之位置與線狀 光源10之位置關係。此外，凸部丨3 A相當於本發明之「第i 凸部」之一具體例，凸部13B、13C相當於本發明之「第2 凸部」之一具體例。此外，於圖丨例示有光學片材丨3與擴 散板12為別體而配置之情況，但於擴散板12之表面上以 接著劑等黏合亦可。 該光學片材〗3係例如使用具有透光性之樹脂材料之例如 137775.doc 201013116 1種或複數種類之熱塑性樹脂一體地形成，亦或於透光性 基材之例如PET(聚乙稀對苯二甲酸酯）上，轉印能量射線 (例如紫外線）硬化樹脂而形成均可。 作為熱塑性樹脂，若考慮到控制光射出方向之功能，宜 使用折射率1.4以上之物。作為此類樹脂，可舉出例如聚 碳酸酯樹脂、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯樹脂）等丙烯酸樹 月曰、聚乙稀（PE)及聚丙稀（PP)等聚稀烴系樹脂、聚乙烯對 笨一甲酸酯等聚酯樹脂、MS (甲基丙埽酸甲酯與苯乙烯之 共聚物）等非晶性共聚合聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氣 乙烯樹脂、環烯烴系樹脂、氨酯系樹脂、天然橡膠系樹脂 及人工橡夥系樹脂’及該等之複數種組合等。 複數個凸部13A、13B、13C係具有沿著與線狀光源1〇之 面10A平行之平面延伸之線狀、錐體狀或蜂巢狀之立體形 狀。各凸部13A、13B、13C具有線狀之立體形狀之情況 時’宜並排配置為該各凸部13A、13B、13C之延伸方向與 線狀光源1 0之延伸方向相互平行，但亦可配置為對於線狀 光源10之延伸方向，在光學特性上可容許之範圍内交叉。 雖未圖示，但於複數個點狀光源配置為格子狀之情況時， 宜重疊配置2片光學片材13，或將複數個凸部13八、UB、 13C製成錐體狀或蜂巢狀之立體形狀。 複數凸部13A係配置於與各線狀光源丨〇及面丨〇A之法線 方向相對向之第1區域R1内。各凸部13A係成為作為第1區 域R1全體，顯現相對難以使來自線狀光源1〇側之射入光穿 過之光學特性的立體構造（第1立體構造）。而且，複數個凸 137775.doc 201013116 部13B、13C係配置於與一線狀光源1〇與鄰接於一線狀光 源10之其他線狀光源1〇之間之中間區域、及面1〇A之法線 方向相對向之第2區域R2内。各凸部13B、13C係成為作為 第2區域R2全體，顯現相對容易使來自線狀光源丨〇側之射 入光穿過之光學特性的立體構造（第2立體構造進一步於 第2區域R2内，凸部13B配置於相對靠近線狀光源1〇，凸 部13C相對從線狀光源1〇分離，亦即配置於互為相鄰之線 狀光源10彼此之正好正中央及其附近。 第1立體構造較第2立體構造相對難以使來自線狀光源i 〇 側之射入光穿過，係與A1、A2(後述）符合下式（1)大致等 價。

Al-A2>0... (1) 39$ φΐ $ 69…（2) 39$ φ2$ 69.·· (3) 如圖2所示’ φΐ係相接於凸部13Α之接面Τ1與平行於面 10Α之面Τ2所構成的角。如圖2所示，φ2係相接於凸部13Β 或凸部13C之接面Τ3與平行於面10Α之面Τ2所構成的角。 Α1係φΐ符合式（2)之部分在從面ΐ〇Α之法線方向觀看光學片 材13時，其於第1區域R1所佔之比例。Α2係φ2符合式（3)之 部分在從面10Α之法線方向觀看光學片材13時，其於第2區 域R2所佔之比例。 於φΐ、φ2小於39。之情況時，於垂直射入於光學片材13 之背面之光中，穿透凸部13Α、13Β、13C之表面之比例係 較在光學片材13反射而成為回光之比例更具支配性。而 137775.doc -10- 201013116 且，於φΐ、φ2超過69。之情況時，垂直射入於光學片材13 之背面之光雖於凸部13Α、13Β、13C之一表面全反射，但 其反射光穿透凸部13Α、13Β、13C之其他表面，其穿透光 不會再度射入於凸部13Α、13Β、13C。因此，於該情況 下’於垂直射入於光學片材13之背面之光中，穿透光學片 材13之比例較於光學片材丨3反射而成為回光之比例更具支 配性。因此’由於第！區域R1(凸部nA)係較第2區域R2(凸 部13B、13C)正面亮度更高’斜方向之亮度更低，因此可 謂於第1區域R1 ’其聚光性較第2區域R2更強，於第2區域 R2 ’其聚光性較第1區域R1更弱。 φΐ及φ2宜隨著從凸部i3A、13B、13C之頂部朝底部去而 連續或斷續地變大。例如凸部13Α係如圖2所示，於頂部 13D及其附近包含有凸狀之非球面狀的曲面S1，並且於其 以外之部分，包含有具有與曲面s丨平滑地連續之傾斜平面 S2之三角柱狀立體構造之情況時，傾斜平面S2之接面的角 度（傾斜平面S2之傾斜角）符合上述式（2)，並且曲面“之接 面的角度至少於頂部13D及頂部13D之極附近，變小至不 符合上述式（2)之程度。 而且，例如圖2所示，於凸部13B作為全體包含有凸狀之 非球面狀的曲面S3，並且凸部13C作為全體具有凸狀之非 球面狀的曲面S4之情況時，曲面S3、S4之接面的角度均符 合上述式（3)，並且較凸部13A之傾斜平面S2之接面的角度 變得更和緩（小），且曲面S4之接面的角度較曲面s3之接面 的角度變得更和緩（小）。 137775.doc 201013116 此外，凸部13A、〗3B、〗3C不限定於上面所例示之形 狀’可於符合上述式（1)〜(3)之範圍内變形。 例如凸部13A成為如圖2之凸部13B、13C所示之非球面 狀之凸形狀，亦或於頂部無圓弧之三角柱形狀（稜鏡形 狀）、或以如圖3(A)所示之許多傾斜平面所構成之多角柱 形狀、如圖3(B)所示之球面形狀、包含如圖3(c)所示之平 坦面13G之形狀均可。而且，如圖3(c)所示，於互為相鄰 之凸部13A之間設置平坦面13H亦可。而且，例如凸部 13B、13C成為在頂部i3E、13F及其附近包含有凸狀之非 球面狀的曲面，並且於其以外之部分，包含有與該曲面平 滑地連續之傾斜平面之三角柱狀，亦或以如圖3(A)所示之 許多傾斜平面所構成之多角柱形狀、如圖3(B)所示之球面 形狀、包含如圖3(C)所示之平坦面13G之形狀均可。此 外，於凸部13 A及凸部13B或13C分別包含有凸狀曲面之情 況時，凸部13A之曲面之曲率宜小於凸部133或13(：之曲面 之曲率，同樣地，於凸部13 A及凸部13B或13C分別包含有 傾斜平面之情況時，凸部i3A之傾斜平面之傾斜角宜大於 凸部13B或13C之傾斜平面之傾斜角。而且，於凸部13A設 置傾斜角大之傾斜平面，結果凸部13A之高度高於凸部 13B或13C之咼度亦可。而且，如圖13(c)所示，於互為相 鄰之凸部13B之間、互為相鄰之凸部丨3C之間、互為相鄰 之凸部13B與凸部13C之間設置平坦面13H亦可。而且，不 僅於凸部13A、13B、13C之非形成區域設置平坦面13h， 進一步於凸部13A、13B、13C之頂部等設置平坦面亦可。 137775.doc -12- 201013116 此外，第1區域R1及第2區域R2分別包含有平坦面之情況 時，第1區域R1之平坦面在從面10A之法線方向觀看光學 片材13時，其於第1區域R1所佔之比例設為K3，第2區域 R2之平坦面在從面10A之法線方向觀看光學片材13時，其 於第2區域R2所佔之比例設為K4時，K3及K4宜符合下式 (4)： Κ4-Κ3>0·" (4) 其中，式（2)、（3)係適宜地應用於光學片材13使用一般 用於光學構件之折射率1.5〜1.6程度之材料的情況。因此， 於光學片材13使用非一般材料之情況時，由於上述式（2)、 (3)之上限及下限的值會稍微偏離，因此必須因應材料來微 調上限及下限的值。 而且’上述式（1)〜(3)可對於射入於光學片材13之光射入 面之光一般所具有的各種亮度剖面（profile)適用。因此， 即使於射入於光學片材13之光射入面之光垂直射入於光射 入面之成分之亮度，較傾斜射入於光射入面之成分之亮度 具有更高之亮度剖面之情況，或垂直射入於光射入面之成 分之亮度，與傾斜射入於光射入面之成分之亮度具有大致 相等之亮度剖面之情況（典型上係成為朗伯光之情況）等， 上述式（1)〜(3)仍成立。 而且，因應從線狀光源10之距離，將第2區域R2内分割 為複數個區塊之情況時，φ2符合式（3)之部分在從面10A之 法線方向觀看光學片材13時，其於分割之複數個區塊所佔 之各個比例宜隨著從線狀光源丨〇遠離，而逐漸或斷續地變 137775.doc -13· 201013116 大。而且’因應從線狀光源10之距離，將第1區域R1内分 割為複數個區塊之情況時，φ 1符合式（2)之部分在從面10A 之法線方向觀看光學片材13時，其於分割之複數個區塊所 佔之各個比例宜隨著從線狀光源1 〇遠離，而逐漸或斷續地 變大。 凸部13A、13B、13C係如圖4(A)、（B)所示，使從各線 狀光源10垂直地射入於光學片材13之光射入面之光，在凸 部13A之表面全反射並朝反射板11去之回光發生之回光發 生部分rl(第1部分）’在從面i〇A之法線方向觀看光學片材 1 3時，其於第1區域R1所佔之比例設為K1，使從各線狀光 源10垂直地射入於光學片材13之光射入面之光，在凸部 13B、13C之表面全反射並朝反射板11去之回光發生之回 光發生部分r2(第2部分），在從面10A之法線方向觀看光學 片材13時，其於第2區域R2所佔之比例設為K2時，K1及K2 至少符合下式（5)，並宜符合下式（6)〜（10)。而且，於K1及 K2符合式（5)〜（1〇)之情況下，宜成為K2=0。

Kl-K2>〇". (5) Κ1-Κ22 0.03... (6)

Kl-K2g 0.06..· (7)

Kl-K2g 0.12…（8)

Kl-K2> 0.15··· (9)

Kl-K2g 0.18... (10) 圖4(A)係模式性地表示從上面觀看光學片材13時之回光 發生部分r 1、r2之分布之一例，圖4(Β)為光學片材13之側 137775.doc -14· 201013116 面圖’其表示圖4(A)所示之回光發生部分rl、『2之分布與 凸部13A、13B、13C之關係。 圖5係表示藉由下式（11)所求出之不均率與p/H之關係。 於此，P係一線狀光源10之中心軸八又與鄰接於一線狀光源 1〇之其他線狀光源10之中心軸AX之距離（參考圖2)。H係 光學片材13中線狀光源1〇側（面ι〇Α側）之面與面1〇Α之距離 (參考圖2)。此外，圖5之不均率係藉由實測來自擴散片材 14之射出光而求出。圖5中之虛線係由不均率3%之處所劃 出。不均率3。/〇係指人無法視認顯示不均（或不會留意到顯 示不均）之上限，其為顯示品質之指標之一。 不均率（％)=((最大亮度-最小亮度）/平均亮度）χ1〇〇... (η) 從圖5來看，Κ1及Κ2符合式（6)之情況時，可將ρ/Η最大 增大至3.4。然後，於Κ1&Κ2符合式（7)之情況時，可將 P/Η最大增大至4.0 ’於Κ1及Κ2符合式（8)之情況時，可將 P/Η最大增大至4.7，於Κ1及Κ2符合式（9)之情況時，可將 P/Η最大增大至5.3，於Κ1及Κ2符合式（1〇)之情況時，可將 P/Η最大增大至5.9。 接著，說明關於本實施型態之照明裝置1之作用及效 果。 於本實施型態之照明裝置1，從各線狀光源丨〇射出之光 係直接於擴散板12擴散，或於反射板11等反射後射入，並 於擴散板12擴散。其擴散光射入於光學片材13之背面，因 應形成於上面之凸部13Α、13Β、13C之形狀而聚光亦或擴 散後’於擴散片材14擴散，照亮配置於擴散片材14上之被 137775.doc •15· 201013116 照射物（未圖示）。 -般而言’稜鏡片材係發揮作用如對於來自各種方向之 射入光，將特定方向之光往正面方向（與射入面垂直之方 向）¼立，全反射以接近垂直於射入面之角度射入之光並 使其往光源側返回。如此發揮作用之稜鏡片材之各個稜鏡 之底角通常為40度以上、58度以下，因此包含此範圍内之 傾斜角之光學片材不僅與上述稜鏡片材同樣具有強大聚光 作用，亦具有使許多光返回的作用，亦即具有不易透光的 作用。因此，具有強大聚光作用之立體構造亦為使回光發 生之立體構造。 承襲上述，聚光作用弱（或擴散性強）之立體構造可謂為 容易透光’難以使回光發生之立體構造。因此，於光源正 上方，設置混合有聚光作用相對強之立體構造與聚光作用 相對弱（或擴散性強）之立體構造之光學片材，並且於光源 正下方設置反射板之情況下’於聚光作用相對強之立體構 造反射並朝反射板去之回光係於反射板等被予以反射等， 循環於照明裝置内之後’循環光之大多數通過相對容易透 光之部分，亦即通過聚光作用相對弱（或擴散性強）之立體 構造。 將此應用於本實施型態，由於相當於各線狀光源10之正 上方之第1區域R1係較由第1區域R1所夾住之第2區域R2更 難透光（亦即符合式（1)〜(3)及式（5))，因此如圖6所示，對 第1區域R1之射入光L1中，於第1區域R1反射並從第1區域 R1朝反射板11去之回光L2係於反射板11等受到反射等，循 137775.doc -16- 201013116 環於照明裝置1内之後，循環光L3之大多數通過相對容易 透光之第2區域R2。而且，從線狀光源1〇直接射入於第2區 域R2之射入光L4之大多數亦通過第2區域R2。其結果，若 對比射入於光學片材13之光之光量分布與通過光學片材13 之光之光量分布，從第1區域R1往第2區域R2產生光量的 移動。 而且，由於第2區域R2較第1區域R1容易透光，因此可 謂於第2區域R2，聚光性弱（或無聚光性）或擴散性強。藉 馨此，如圖6所示，通過第2區域R2之光L5之光量不僅分布於 正面’亦廣泛分布於斜方向，因此不僅可增大光L5之正面 方向之光量’亦可增大斜方向之光量。另一方面，於第1 區域R1，由於聚光性強，因此通過第1區域R1之光L6之光 量係較光L5更指向分布於正面方向。藉此，由於光L6之斜 方向之光量變小，因此可縮小光L6之斜方向之光量與光L5 之斜方向之光量的差距。其結果，可減低從斜方向觀看時 之面内亮度不均。 其中’由於第1區域R1位於各線狀光源10之正上方，因 此從各線狀光源10射出之光之中，原本光量最多之部分係 藉由第1區域R1之聚光作用而聚光。其結果，當從正面方 向觀看光學片材13時，對應於第i區域R1之部分係較未設 置有光學片材13之情況更明亮。然而，於本實施型態，由 於在光學片材13之正上方配置擴散片材14,因此藉由擴散 片材14將正面方向之光量與斜方向之光量進行平均化結 果可減低正面方向及斜方向雙方之亮度不均。 137775.d〇c •17· 201013116 於圖6模式性地表示光L5之正面方向之亮度小於光^之 正面方向之亮度，光L5之斜方向之亮度大於光L6之斜方向 之亮度之狀況；藉由具有此類亮度剖面之光L5、L6在擴散 片材14擴散’來自擴散片材14之射出光成為正面方向之亮 度與斜方向之亮度約略相等之擴散光（典型上為朗伯光）。 其結果’不僅可減低從正面方向，亦可減低從斜方向觀看 時之面内亮度不均。 例如圖7所示’通過各中心轴AX之線設為X軸，與X軸 正交之線設為Y軸，一線狀光源10之中心軸AX設為X軸之 原點，將通過該原點之線Ml與通過從原點僅分離p/2之處 (線狀光源10間之中心）之線M2之間，等間隔地分割為5個 .區塊（XI〜X5)，各個區塊所含之光學片材13之凸部的形狀 製成圖8所示之形狀時，將其作為實施例1。然後，上述各 區塊所含之光學片材13之凸部的形狀製成圖9所示之形狀 時，將其作為比較例1。亦即，比較例1之凸部的配置係就 與線狀光源10之位置關係而言，與實施例1之凸部的配置 相反。 具體而言，於實施例1，聚光作用相對強之凸部形成於 線狀光源10上，聚光作用相對弱（或擴散性強）之凸部形成 於線狀光源10間之上。另一方面，於比較例1，聚光作用 相對弱（或擴散性強）之凸部形成於線狀光源間之上，聚 光作用相對強之凸部形成於線狀光源10上。此外，於 P/2SXSP中，配置有已反轉OSxSP/2之形狀之凸部，各 凸部對應於線狀光源10而週期性地配置。於圖iO〜圖13表 137775.doc •18- 201013116 示當時之模擬結果。此外，分別而言，圖10係表示使用實 施例1之光學片材時與取下時之正面方向之面内亮度分 布；圖11係表示使用實施例1之光學片材時與取下時之斜 方向之面内亮度分布；圖12係表示使用比較例丨之光學片 材時與取下時之正面方向之面内亮度分布；圖13係表示使 用比較例1之光學片材時與取下時之斜方向之面内亮度分 布。 從圖12〜圖13得知’於使用比較例1之光學片材之情況 時，壳度不均在正面方向及斜方向雙方均變大（亦即未改 善亮度不均）。另一方面，從圖10〜圖11得知，於使用實施 例1之光學片材之情況時，亮度不均在正面方向及斜方向 雙方均變小。因此，如實施例1，於光量多之線狀光源10 上’藉由聚光作用相對強之凸部進行聚光，並且於光量少 之線狀光源10間，藉由聚光作用相對弱（或擴散性強）之凸 部進行擴散，藉此可於正面方向及斜方向均減低面内亮度 不均。 而且，於本實施型態，於第1區域R1及第2區域R2分別 包含有平坦面之情況下，在符合式（4)時，即使形成於第1 區域R1及第2區域R2之凸部的形狀及大小互為相同，仍會 符σ式（1)或式（5)。因此，即使為此類情況，仍可於正面 方向及斜方向均減低面内亮度不均。 然而，一般係於增大Ρ/Η時發生面内亮度不均。增大ρ/Η -、有兩種，種為縮窄線狀光源10與擴散板12之距離 ^進仃薄型化時，另一種為減少線狀光源10之數目以進行 137775.doc -19· 201013116 省燈化時。本實施型態之顯示裝置係適於該等兩種個案中 之省燈化。於本實施型態，由於與線狀光源1〇之關係，當 光學片材13之K1的位置往線狀光源1〇之排列方向偏離時， 可能發生亮度不均❶然而’由於省燈化，加寬線狀光源1〇 彼此之間隔（一般而言，30 mm)之情況時，由於K1之位 置偏離所發生的亮度不均之影響變小，幾乎未有減少抵銷 亮度不均減低效果之虞。因此，於本實施型態，可不使亮 度不均惡化並有效地進行省燈化。 接著，說明關於本實施型態之光學片材13之形成方法之 一例0 不限於光學片材13，於形成片材狀之光學元件時，在使 用熱塑性樹脂一體地形成之情況，或於基材上轉印紫外線 硬化樹脂而形成之情況等，必須預先製成轉印用之母版 (模具）。母版可藉由以具有所欲轉印之形狀之刃具，削切 例如金屬輥之表面而製成。此時，轉印至光學片材之凸 部的形狀如圖2所示有複數種類之情況時，必須準備恰如 該種類數之刃具，導致製造成本上升。 如圖14(A)、（B)所示，宜準備在頂部附近之接面的角度 為40度以下，在底部附近之接面的角度為40度以上之刃具 2 ’如圖1 5所示，因應削切之處所來改變刃具2對於母版3 之削切深度。於利用如此形成之母版3，如圖16所示於基 材13-1上，形成具有對應於削切深度之高度及形狀之凸部 13-2、13-3、13-4之情況下，可使各區域（A10、All、 A12)中發生回光之部分所佔之比例（K10、ΚΙ 1、K12)不 137775.doc -20- 201013116 同。如此，僅使用單一刃具2製成母版3，即可製成光學片 材13，因此可抑制製造成本上升。而且’於該情況下，由 於凸部的咼度會依處所而不同，因此亦可防止光學月材13 與配置於凸部側之其他光學元件黏住。 而且，例如亦可準備在頂部附近之接面的角度為4〇度以 下，在底部附近之接面的角度為4〇度以上之刃具2,如圖 17所示改變刃具2對於母版3之削切寬度（間距）。於利用如 此形成之母版3,如圖18所示於基材13_丨上，形成具有對 馨 應於削切寬度之間距之複數個凸部13_5之情況下，亦可使 各區域（A13、A14)中發生回光之部分所佔之比例（κΐ3 ' km)不同。如此，僅使用單一刃具2製成母版3,即可製成 光學片材13，因此可抑制製造成本上升。 [變形例] 於上述實施型態’於光學片材13與線狀光源之間配置 擴散板12,但如圖19之照明裝置4所示，於光學片材13上 •㉟置擴散板12亦可。其中’於如此之情況下，由於會在光 學片材13之正下方配置有線狀光源10,因此宜事先施行提 高光學片材13對於線狀光源10之定位精度之設計。而且， 月裝置5所示’於具有與擴散板則樣功能之 ， S材之光射出侧的表面，將包含與光學片材13之凸部具有 同樣特徵之凸部之光學片材15設置於線狀光源W之正上 方於其上叹置擴散片材14亦可。該光學片材。係利用例 如炫融押出法或射出成形法等方法成批形成，或例如藉由 於擴散板！2之表面，貼合光學片材13中含擴散劑之物而形 137775.doc *21. 201013116 成均可。 而且’如圖21、圖22、圖23所示，亦可設置可撓性骐 16 ’其係將設置在線狀光源1〇上之各種光學元件（例如擴 散板12、光學片材13、擴散片材14、光學片材15等）包 入。於如此之情況下，即使為線狀光源1〇上之各種光學片 材因應溫度變化而伸縮的量互異時，於各個光學片材仍不 會發生皺褶，可使照明裝置1、4、5之框體（未圖示）保持各 種光學元件。如圖22所示’於擴散板12之背面（線狀光源 10側之面）與可撓性膜16之間配置光學片材13之情況下， 由於無須為了防止翹曲或撓曲而增強光學片材13之剛性， 因此可與將光學片材13設置於擴散板12之上面之情況（上 述第1實施型態之情況）同程度地使光學片材13變薄。藉 此’即使為將光學片材13設置於擴散板12之正下方之情 況’仍可將照明裝置4進行薄型化。進一步如圖24所示， 於可撓性膜16設置與光學片材13之凸部具有同樣特徵之凸 部亦可。藉此，可將照明裝置4進一步進行薄型化。而 且’使可撓性膜16中來自線狀光源10之光所射入之光射入 區域’或可撓性膜16中來自線狀光源1〇之光穿透光學片材 13等而往外部射出之光射出區域’具有擴散功能或設置立 體形狀亦可。 [適用例] 接著’說明關於將上述實施型態之照明裝置1適用於顯 不裝置之情況。此外，於以下雖說明關於照明裝置1之適 用例’但當然可取代照明裝置1而使用其他照明裝置4、 137775.doc -22· 201013116 圖25係表示關於本適用例之顯示裝置6之剖面構成。該 顯示裝置6包含：顯示面板7 ;及照明裝置丨，其係將擴散 片材14朝向顯示面板侧而配置於顯示面板7背後；顯示面 板7之表面朝向觀察者（未圖示）侧。 雖未圖示，但顯示面板7係成為於觀察侧之透明基板與 照明裝置1側之透明基板之間，包含有液晶層之疊層構 造。具體而言，從觀察側依序包含有偏光板、透明基板、 籲 彩色渡光器、透明電極、配向膜、液晶層、配向膜、透明 像素電極、透明基板及偏光板。 偏光板為光學遮斷器之一種，僅使某一定振動方向之光 (偏光）通過。該等偏光板係分別配置為偏光軸相互差異90 度，藉此，來自照明裝置丨之射出光會經由液晶層而穿透 或被遮斷。透明基板係由對於可見光透明之基板，即例如 平板玻璃所組成。此外，於照明裝置丨側之透明基板形 成有包含電性地連接於透明像素電極之作為驅動元件之 TFT(Thin Film Transist〇r ;薄膜電晶體）及布線等之主動型 驅動電路。彩色濾光器係排列用以將來自照明裝置1之射 出光，分別予以色分離為例如紅（R)、綠（G)及藍（B)之三原 色之彩色濾光器而構成。透明電極係由例如IT〇(Indium Tm Oxide ;氧化銦錫）所組成，其作為共通之對向電極而 發揮功能。配向膜係由例如聚醯亞胺等高分子材料所組 成，對於液晶進行配向處理。液晶層係由例如VA(Verticai Alignment :垂直對準）模式、ΤΝ(τ^ε(ΐ :扭轉 137775.doc -23· 201013116 向列型）模式或STN(Super Twisted Nematic :超扭轉向列 型）模式之液晶所組成，具有藉由來自驅動電路之施加電 壓使來自照明裝置1之射出光於各像素逐一穿透或遮斷 之功能。透明像素電極係由例如IT〇所組成，作為各像素 逐一之電極而發揮功能。 接著’說明關於本適用例之照明裝置6之作用。從照明 裝置1内之各線狀光源1〇所射出之光係於調整為具有所需 之正面焭度、面内亮度分布及視角等之光後，照亮顯示面 板7之背面。照亮顯示面板7之背面之光係於顯示面板7受 到調變’作為圖像光而從顯示面板7之表面往觀察者側射 出。 於關於本適用例之顯示裝置6，由於在照明裝置1符合式 (1)或式（5)’因此照亮顯示面板7之背面之照明光的亮度不 均之視角依存性變低。藉此’即使為觀察者從從斜向眺望 顯示裝置6之情況，仍可使觀察者不甚感受到面内亮度不 均。 以上’舉出實施型態、變形例及適用例來說明本發明， 但本發明不限定於實施型態等，可進行各種變形。 例如於上述實施型態等，在顯示裝置1、4、5中，於光 學片材13、15之光射出側僅配置具有擴散功能之光學元 件’但亦可配置具有其他功能之光學元件。例如於線狀光 源10之正上方配置有光學片材13之情況下，宜於光學片材 13、15之光射出側配置稜鏡片材。即使為產生光學片材13 對於線狀光源10之位置偏離之情況，藉由在稜鏡片材之回 137775.doc -24- 201013116 光循環於照明裝置4内之再循環（recycle)效果，仍^Γ歧4 / J緣和顯 示裝置4之光學特性起因於位置偏離而降低。 【圖式簡單說明】 圖1係關於本發明之一實施型態之照明裝置之—例之立,

a J 面構成圖； 圖2(A)、（Β)為圖1之光學片材之一例之剖面構成圖. 圖3(A)〜(C)為圖1之光學片材之凸部之各種形狀之剖面 構成圖； # 圖4(A)、（Β)係用以說明關於回光發生部之概念圖； 圖5係表示不均率與P/Η之關係之關係圖； 圖6係用以說明關於圖1之光學片材之光學作用之一例之 概念圖； 圖7係用以說明關於圖1之光學片材之凸部之配置之概念 圖； 圖8係表示關於實施例之光學片材之各區塊之凸部之剖 面形狀之圖； W 圖9係表示關於比較例之光學片材之各區塊之凸部之剖 面形狀之圖； 圖10係表示實施例之正面方向之面内亮度分布之分布 圖； 圖11係表示實施例之斜方向之面内亮度分布之分布圖； 圖12係表示實施例之正面方向之面内亮度分布之分布 圖； 圖13係表不貫施例之斜方向之面内亮度分布之分布圖； 137775.doc -25- 201013116 圖14(A)、（B)係表示削切母版之刃具之前端形狀之一例 之剖面構成圖； 圖15係用以說明關於母版之削切方法之一例之概念圖； 圖16係使用藉由圖15之削切方法形成之母版所製成之光 學片材之剖面構成圖； 圖17係用以說明關於母版之削切方法之其他例之概念 ISI · 園， 圖18係使用藉由圖17之削切方法形成之母版所製成之光 學片材之剖面構成圖； 圖19為圖1之照明裝置之一變形例之剖面構成圖； 圖20為圖1之照明裝置之其他變形例之剖面構成圖； 圖21為圖1之照明裝置之另外的變形例之剖面構成圖； 圖22為圖1之照明裝置之另外的變形例之剖面構成圖； 圖23為圖1之照明裝置之另外的變形例之剖面構成圖； 圖24為圖照明裝置之另外的變形例之剖面構成圖；及 圖25係關於圖1之照明裝置之一適用例之顯示裝置之剖 面構成圖。 【主要元件符號說明】 1 4, 5, 6 顯示裝置 2 刃具 3 母版 7 顯示面板 10 線狀光源 10A，T2 面 137775.doc -26 - 201013116

11 反射板 12 擴散板 13, 15 光學片材 13A, 13B, 13C，13-2 〜13-5 凸部 13D, 13E, 13F 頂部 13G, 13H 平坦面 14 擴散片材 16 可撓性膜 A10-A14 區域 ΑΧ 中心轴 Η, Ρ 距離 Κ10-Κ14 比例 LI, L4 射入光 L3 循環光 L5, L6 光 Ml, M2 線 rl, r2 回光發生部分 R1 第1區域 R2 第2區域 S1, S3, S4 曲面 S2 傾斜平面 ΤΙ, Τ3 接面 XI 〜Χ5 區塊 φ1，φ2 角 137775.doc 27 ·

Claims (1)

1. 201013116 七、申請專利範圍： 1. 一種照明裝置，包含： 複數個線狀光源’其等係配置為各個之中心軸相互平 行，並且包含於一個面内； 反射板’其係與前述各線狀光源對向配置； 平板狀之擴散構件’其係就前述一個面而言，配置於 前述反射板之相反側；及 光學構件，其係配置於前述各線狀光源與前述擴散構 • 件之間； 前述光學構件包含有： 光射入面’其係平行於前述一個面；及 光射出面’其係於與前述各線狀光源及前述一個面之 法線方向相對向之第丨區域上包含有第丨立體構造，並且 於與中間區域及前述一個面之法線方向相對向之第2區 域上包含有第2立體構造，該中間區域係一個線狀光源 與鄰接於該一個線狀光源之其他線狀光源之間之中間區 ® 域；且 第1部分係使從前述各線狀光源垂直地射入於前述光 射入面之光藉由前述第丨立體構造而全反射而產生朝向 前述反射板之回光者，令該第丨部分在從前述一個面之 法線方向觀看前述光學構件時，於前述第1區域所佔之 比例設為K1 ;第2部分係使從前述各線狀光源垂直地射 入於前述光射入面之光藉由前述第2立體構造而全反射 而產生朝向前述反射板之回光者，令該第2部分在從前 137775.doc 201013116 述一個面之法線方向觀看前述光學構件時，於前述第2 區域所佔之比例設為K2時，K1及K2係符合下式： Kl-K2>0 ° 2.如請求項1之照明裝置，其中將相接於前述第1立體構造 之接線與前述一個面所構成的角設為小丨，相接於前述第 2立體構造之接線與前述一個面所構成的角設為φ2，則 φΐ及φ2係於前述第1部分及前述第2部分符合下式： 39^ φΐ ^ 69 ；

   39^ φ2$ 69。 3_如請求項1之照明裝置，其中κΐ及Κ2係符合下式： Κ1-Κ22 0.03。 4. 如請求項1之照明装置，其中Κ1及Κ2係符合下式： Κ1-Κ22 0.06。 5. 如請求項1之照明裴置，其中K1及Κ2係符合下式： K1-K22 0.12。

   6·如請求項1之照明裝置’其中κΐ及K2係符合下式： K1-JC22 0.15。 7.如請求項1之照明裝置，其中κΐ及K2係符合下式： K1-K22 0.18。 8·如請求項丨之照明裝置，其中κ2為零。 9. 如清求項1之照明裝置，其中前述線狀光源彼此之間隔 為30 mm以上。 10. 如請求項1之照明裝置，其中前述第1立體構造包含有線 狀或錐體狀之複數第1凸部； 137775.doc 201013116 前述第2立體構造包含有線狀或錐體狀之複數第2凸 部。 11. 如请求項1之照明裝置’其中將相接於前述第1凸部之接 線與前述一個面所構成的角設為φ1，相接於前述第2凸 部之接線與前述一個面所構成的角設為φ2，則φ1&φ2係 隨著從前述凸部之頂部朝向底部而連續或斷續地變大。 12. 如請求項10之照明裝置，其中前述第1凸部及前述第2凸 部包含有傾斜平面。 鲁I3’如凊求項10之照明裝置，其中前述第1凸部及前述第2凸 部包含有非球面。 14.如請求項10之照明裝置，其中前述第1凸部包含有傾斜 平面； 前述第2凸部包含有非球面。 15. 鲁16. 如明求項1 〇之照明裝置，其中前述第丨凸部及前述第2凸 部係於頂部及其附近包含有凸狀之曲面，並且於其以外 之部分包含有與前述曲面平滑地連續之傾斜平面。 如請求項丨5之照明裝置，其中前述第丨凸部之曲面的曲 率係小於前述第2凸部之曲面的曲率。 17. 如咐求項10之照明裝置，其中前述第1凸部之高度係高 於前述第2凸部之高度。 18_如請求項10之照明裝置，其中前述第丨立體構造及前述 第2立體構造係包含有與前述—個面平行之丨個或複數個 平坦面； 7前述第1立體構造之平坦面在從前述一個面之法線 137775.doc 、 201013116 方向觀看前述光學構件時，於前述第1區域所佔之比例 為K3 ’令前述第2立艘構造之平坦面在從前述一個面之 法線方向觀看前述光學構件時，於前述第2區域所佔之 比例為K4時，K3及K4係符合下式； K4-K3>〇 〇 19.如請求項18之照明裝置，其中前述平坦面係形成於前述 第1凸部及前述第2凸部之非形成區域。 2〇_如請求項19之照明裝置’其中前述平坦面亦形成於前述 第2凸部之頂部。 21. 如請求項1之照明裝置’其中前述擴散構件係擴散板。 22. 如請求項i之照明裝置，其中於前述光學構件與前述各 線狀光源之間係包含有擴散板。 23. 如請求項22之照明裝置，其中前述擴散構件係擴散片 材。 24. 如請求項丨之照明裝置，其中前述擴散構件及前述光學 構件係相互一體地形成。 25. 如請求項丨之照明裝置，其中包含有將前述擴散構件及 前述光學構件包入之可撓性膜。 %如請求項25之照明裝置’其中前述可撓性膜係於來自前 述線狀光源之光所射入之光射入區_，具有擴散功能。 刃.如請求項25之照明裝置，其中前述可撓性骐係於來自前 述線狀光源之光所射入之光射入區域之表面，且有立 形狀。 〃 i 28. —種顯示裝置，其包含： 137775.doc -4- 201013116 面板，其係根據圖像信號而被驅動；及 照明裝置，其係照明前述面板； 前述照明裝置包含有： 複數個線狀光源，其等係配置為各個之中心軸相互平 行，並且包含於一個面内； 反射板，其係與前述各線狀光源對向配置； 平板狀之擴散構件，其係就前述一個面而言，配置於 前述反射板之相反侧；及 籲 光學構件，其係配置於前述各線狀光源與前述擴散構 件之間； 前述光學構件包含有·· 光射入面’其係平行於前述一個面；及 光射出面’其係於與前述各線狀光源及前述一個面之 法線方向相對向之第1區域上包含有第丨立體構造，並且 於與中間區域及前述一個面之法線方向相對向之第2區 域上包含有第2立體構造’該中間區域係一個線狀光源 ^ 與鄰接於該一個線狀光源之其他線狀光源之間之中間區 域；且 第1部分係使從前述各線狀光源垂直地射入於前述光 射入面之光藉由前述第1立體構造而全反射而產生朝向 前述反射板之回光者，令該第1部分在從前述一個面之 法線方向觀看前述光學構件時，於前述第1區域所佔之 比例設為K1 ;第2部分係使從前述各線狀光源垂直地射 入於前述光射入面之光藉由前述第2立體構造而全反射 137775.doc 201013116 而產生朝向前述反射板 .十.一伽 口无者令該第2部分在從前 “、Φ之法線方向觀看前述光學構件時，於前述第2 區域所佔之比例以Κ2時，Κ1及Κ2係符合下式： Kl-K2>〇 〇

   137775.doc • 6 -