TW491958B - Light guide, surface light source using such light guide and display device - Google Patents

Light guide, surface light source using such light guide and display device Download PDF

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Masahiro Higuchi
Kenkiti Okamoto
Michiaki Sato
Yoshiaki Yamada
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Description

491958 五公明龜g: h發-明-的-技-術員域] :發:月土關於導光板、使用該導光板之面光源及顯示 裝者。誶言之，係由太陽光或日光燈等外光，或由内部 光源取進光線，從光射出面射出單獨光或合成光的導光 ^使用該導光板的液晶顯示裝置等非自發光型顯示器之 为光(^3(^11扣1:)用面光源號及以數位靜像相機（digitai sUH camera)或視頻攝影機（vide〇 camera)顯示出被拍 攝物體的液晶監視器等背光式顯示裝置者。 [習用技術]
，為液晶顯示裝置之背光用面光源，已知者有以透光 1:板$導光板之侧光方式者。該面光源係由透明的平行 : = = :面為楔型之平板所成導光板 :Ϊίΐί之光線射入，利用透光性平板内部的全反 :，ΐίί至導光板之全領域，以該傳遞光線之-ΐ散的光散亂反射板，擴散為未滿臨界角之 再由導光板表面放出擴散光(如實開昭
於導i:::外：為；助光源，已知者有 光取入部部之背光用面光源，該外 ( 少'、構成剖面為圓弧狀的一圓筒狀透鏡 (cy mdncal lens)(如特開平5 —ιΐ 249)。 ^圖為表示f用液晶顯示裝置的模式圖。 尤/厚d及辱"大*板1，如卩客、为曰θπ 一 π 、液Βθ顯示裝置作為電子靜像相機的
491958 五、發明說明（2) =監視器使㈣’相機本體係設 影者可由光線射出面le之射 曰二之左侧’攝 被拍攝體。 從液日日板9的右侧看到 習用液晶顯示裝置具備的藤 入作盔古#沾从1 <谉的導先板1上部之一端，為取 " 、卜光，狄有剖面為圓弧狀的圓筒狀透铲所$ 之外光取進部la，可將由直 狀透鏡所成 效地取進。 ”方及方邊邠刀的外光予以有
又，於外光取進部13對面的内光取入面卜 :有内部光源3 ’該内部光源3係於陰天或下雨，或於室： 使用等無法充分取進外光時，將補助光射出於内光取 lc。由該内光取入面1c射入的光線，係於導光板丄内 複反射，最後由光線射出面le將幾乎全部的入 ° [發明所欲解決的問題] 町尤射出。 然而、，習/用液晶顯示裝置係如上述，其外光取進部“ 與内部光源3係設於彼此相對的位置上，又因由外
部光源取入光線的關係上，無法於外光取進部丨&及内光 入面lc進行光反射處理，因此，由外光取進部“取入的 光之一部分有由内光取入面lc漏於裝置内部，而由内 入面lc射入之内部光源3光線之一部分，亦有從外光取 部la放出，以致使外光及内部光源的光線利用率極端惡化 的問題。 又，習用液晶顯示裝置係如第1圖所明示者，由導 板1及内部光源3所成的面光源厚度，雖可將道 w守尤板1的厚 度變薄，唯由内光取入效率及内部光源3等機械尺寸的阳
491958 五 、發明說明（3) 制，内部光源3的厚度大致被固定，故有難以薄型化的問 題存在。 本發明係為解決上述問題而研創者，而以提供/種可 k鬲由外光及内部光源的光線利用效率，同時，亦得以薄 型化的導光板、使用該導光板的面光源及顯示裝置為目 的。 [解決問題所用的手段] 、 為達成上述目的，有關本發明申請專利範圍第丨項之 導光板，係形成有用以取進外光之外光取進部的導光板， 而於上述導光板之外光取進部近傍，形成安裝内部光源的 内部光源安裝部為其特徵者。 ,有關申請專利範圍第2項之本發明面光源，係具備： 形成有用以取進外光之外光取進部的導光板及設置於導光 板之外光取進部近傍的内部光源為其特徵者。 有關申請專利範圍第3項之本發明光源，係於 利範圍第2項記載之面光源中，·係將上源置 蔽上述導光板之外光取進部射入的外光先二置為於其
有關申請專利範圍第4項之本發明面光源，係於 專利範圍第2或第3項記載之面光源中，將上述内部光源配 置於上述導光板的光射出侧為其特徵者。 專利請第5;之本發明面光源，係於申請 源配置於與上述導光板之光射出面相對之面，冑非内自=
491958 發明說明（4) 型顯示器安裝面之延長面 徵者。 更彝近上述外光取進部侧為其特 有關申請專利範圍第6 * 士 & 專利範圍第2 ' 3、4或5項却#本發明面光源，係於申請 為上述内部光源為其特徵者。之面光源’係、以發光二極管 有關申請專利範圍第7 Jg + 士&加 t 專利範圍第6項記載之面光、$ f面光源’係於申請
先-極官為上述内部光源為其特徵者。出白色先之發 有關申請專利範圍第8項太 專利範圍第6項記載之面光源中，=且^申請 變換機構為其特徵纟。先所發光線的波長之波長 有關申請專利範圍第9項太 專利範圍第8項記載之面光源中 $源，係於申請 述導光板㈣添加螢光物長變換機構係於上 有關申請專利範圍第2 〇項之本 專利範圍第8項記載之面光源中， 面^先源，係於申請 上述導光板之光出射面Λ 波長變換機構係設於 者板光出射面或其相對面的榮光物層為其特徵
有關申請專利範圍第u項之本發明 專利範圍第2至第1〇項之任何一項 先源，係於申請 述導光板之彳絲”㈣t Φ # I hy ’與上 特徵者。 另7^汉射機構為其 有 關申請專利範圍第1 2項之本發 明的顯示裝置 係具
五、發明說明（5) 備申請專利範圍第2至第11項中任何一 及鄰近於上述導光板之光出射面安裝之、非載之面光源， 為其特徵者。 卜自發先型顯示器 有關申請專利範圍第13項之本發明的 申請專利範圍第12項記載之顯示裝置中，置，係於 示器為液晶板為其特徵者。 μ非自發光型顯 [發明的實施形態] 首先，將下記用語予以定義如下。 光入射面，係形成於導光板上的面，指 燈或由本實施例的發光二極管（LED)等内部 用从日光 之内光取入面及取進太陽光及室内光等 "' 入光線 進部）。 寻卜先之面（外光取 的顯示器，
非自發光型顯示器，為顯示器本身不 如需要背光等光源的液晶板。 於申請專利範圍第4項所謂之内部光源3 ^ 第6圖所示液晶板9之上方箭印a侧的面。 ’係如 於申請專利範圍第5項所謂之内部光源3 第6圖所示液晶板9固定面之延長面更為上 ’係較 面。 々之則旒β側的
=次，將本發明之實施形態，以圖面詳細說明如下。 第2圖為有關本發明的導項板之斜視圖。 +1為導光板，係使用模型予以樹脂成型作製導光板， 同時，亦於導光板1上部之一端形成後述外光取進部丨a。 la為外光取進部，為用以取入太陽光或室内光等外光
C:\Program Files\Patent\310478. ptd 第9頁 491958
作為主光，該外光取進 a 筒狀透鏡，為使其不通吊為透明的剖面圓弧狀的圓 以梨皮坟處理，成為不内部’於該外光取進面施 皮紋處理通常係於模型^或填充亂光材料。該梨 (shot blast)加工==取進部的全表面，施行喷砂 成型施工於外光取進後’使㈣模型以樹脂 取進部卜表面上，但，亦可於透明之外光 進部u表面上的梨皮紋24進行腐纟’直接完成外光取 的
1 f為内部光源安裝部， 微燈（microlamp)或日光燈 光線射入。 係如下述說明，可安裝LED 專之内部光源，使内部光源 斗;5 2 ί反射：’樹脂成型後，為防止光線的洩漏及4 mii二 印刷或形成圓錐狀凹點後，安裝丨 膜（film)或鋁的反射板（未圖示）。 le為光射出面，由外光取進部“入射的光線及由安』 於内部光源安裝部U的内部光源（未圖示）之光線，經由； 反射面Id及導光板1的3侧面lb反射，而入射光的幾乎全‘ 最後均由光出射面1 e，以具有均勻指向性的合成光射出 又於該侧面lb粘貼白色膠帶等光線防止洩漏材料。 導光板1的材料可從透光性材料中選擇，通常係使用 「壓克力」或「聚碳酸酯」樹脂。導光板的形狀為平行平 板或楔形剖面的平板’厚度通常使用1至1〇_。於本發 明’因使用LED或微燈’故較使用日光燈時，更可薄型 化0
491958 五、發明說明（7) 又，其他透光性材料有「聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethyl methacrylate)」、「聚甲基内烯酸
(polymethyl acrylate)」等丙烯酸酯（acrylate)或丙烯 酸甲酯（met hacry late)的單體或共聚合體、聚乙烯對苯 二酸酯（polyethylene terephthalate)、聚 丁烯對苯二酸 酯（polybutylene terephthalate)等的聚酯 (polyester)、聚碳酸酯（p〇iycab〇net)、聚苯乙烯 (polystylene)、聚甲基戊烯（p〇iymethyi pentene)等熱 可塑性樹脂，或以紫外線、電子線交聯的多官能胺基甲酸 酯丙烯酸酯（urethanacrylate)聚酯丙烯酸酯 (polyesteracrylate)等丙烯酸酯，不飽和聚酯等透明樹 脂，透明玻璃，透明陶瓷等可用。 其次，以第2圖說明有關本發明導光板的動作於後。
於導光板1的外光取進部la，在室外時以太陽光，若 在至内即以日光燈專外光的有效射入，可不須點燃安裝於 内部光源安裝部1 f的内部光源（未圖示）而可行充照明， 故得以減低電力消耗。若點燃内部光源時，該由内部光源 射入的内光（未圖示）及由外光取進部“取入的外光，在光 反射面Id或導光板W3個侧面lb反射，彳由光出射面卜獲 得具均勻指向性的合成光射出。 又，於該外光取進部la的 工’使習用導光板可由外光取 情形變為不能直接看到，因此 感0 外光取入面施以梨皮紋加 進部1 a直接看到内部光源之 ’得以消除裝飾上的不調和
491958
第3圖為表示本發明面光源的模 匡I 士 λ a — 、 ^ Μ ，ι六丨、固。 中，2為面光源，係由有關本發明的導光;fe 1 ϋη 2光燈等内部光源3及各種控制電路(未的圖導示 LEI) ==制電路中包括例如，檢測導光板!光射射 =量，以調整供應於内部光源3之電力使出射ΐ 里為最適的電路等。 尤 内部光源3係以螺釘或透明粘著劑固定於本發明 安获1〇^亦可於為導光板1的成型時，於導光板的成型模且 女裝内邛光源3(例如，將LED顆粒載置於導線框予以接 j為光源）即可於充填樹脂成型同時一體製成有關本發明 :面光源。該内部光源3係配置於較非自發光型顯示器安 1面L長面更罪近外光取進部一侧，藉以薄型化。 由内部光源3射出的内光（未圖示）係由導光板丨的内光 取入面lc射入，而自然光等外光即由導光板1的外光取進 部la進入導光板1内部，由安裝於光反射板ld下部的反射 板5及/或3個侧端面lb重複反射/凝聚後，由導光板i的光 射出面le射出至擴散板6。射入擴散板6的光線即由擴散板 6及透鏡片7以所斯望之角度範圍内擴散為均勻等向後，由 透鏡片7以合成光射出。又於導光板1具備内部光源為單色 LED(例如’藍色）時，將該射出光變換為白色光的波長變 換機構，該波長變換機構可能為添加於導光板1内部的螢 光物質’或设於導光板1的光射出面le或光反射面[之螢 光物質。 第4圖為表示具備本發明面光源的顯示裝置之模式
491958 五、發明說明（9) 圖。 圖中，8為顯示裝置，係以例如非自發光型顯示器的 液晶板9及本發明的面光源2構成。由上述面光源2以均勻 等向擴散的出射光導向液晶板9。 第5圖為表示具備本發明面光源的顯不裝置之模式 圖。 為使入射面積增大，導光板之外光取進部1 a係以彎曲 簷狀突出於液晶板9的方向。該簷部的突出長度即與液晶 板9的寬度略同，可利用該形狀’將液晶板9予以適當的配
置。 具備面光源2的内部光源3係固定於液晶板9侧的上 部，故較第4圖所示顯示裝置，於顯示裝置全體上能予以 薄型化。第5圖中之該内部光源3係為繪圖關係繪成較大形 狀，實際上很小，故不致於妨害外光由外光取進部丨a的射 入° [發明的效果] 如上說明’本發明的導光 於外光取進部la的近傍安裝内 部1 a的相對面施以光反射處理 取進部la或内光取入面ic的汽 對省能源設計上有益。 本發明的面光源及顯示裝 光板的光射出面侧，或配i & 之延長面偏於外光取進部侧， 板、面光源及顯示裝置，係 部光源3，故得於外光取進 ’因此，能防止光線由外光 漏’而提升光的利用效率， 置’係將内部光源配置於導 較非自發光型顯示器固定面 因此，得以薄型化。
491958 五、發明說明 [圖面的 第1 第2 第3 第4 圖 (10) 簡單說明] 圖為習用液晶顯示裝置的模式圖。 圖有關本發明導光板之斜視圖。 圖為表示本發明面光源之模式圖。 圖為表示具備本發明面光源的顯示裝置之模式 圖 第5圖為表示具備本發明面光源的顯示裝置之模式 第6圖為表示具備本發明面光源的顯示裝置之模式 圖 [符號的簡單說明] 1 導 光 板 1 a 外 光 取 進 部 lb 側 面 1 c 内 光 取 入 面 Id 光 反 射 面 1 e 光 射 出 面 If 内 部 光 源安裝部 2 面 光 源 3 内 部 光 源 5 反 射 板 6 擴 散板 7 透 鏡 片 8 顯 示 裝 置 9 液 晶 板
C:\Program Files\Patent\310478. ptd 第 14 頁

Claims (1)

  1. 491958
    巧确Iws 案號 88104186 I 曰 修正 审請專4圍 •1導光板，其特 取進部，且於該導 安裝内部光源的内 2. —種面光源，其特 形成有取入外 設於上述導光 3. 如申請專利範圍第 光源係配置於對上 不會遮蔽的位置者 4. 如申請專利範圍第 述内部光源係配置 5. 如申請專利範圍第 光源係配置於與上 非自發光型顯示器 側者。 6 .如申請專利範圍第 光源為發光二極體 7·如申請專利範圍第 光源的發光二極體 8.如申請專利範圍第 板具備將上述内部 予以變換之波長變 9 .如申請專利範圍第 變換機構係添加於 f具備形成有外光取入用的外光 光板之外光取進部近傍形成有用以 部光源安裝部。 徵為具備： 光用的外光取進部之導光板，及 板之外光取進部近傍之内部光源。 2項記載之面光源，其中，上述内部 述導光板之外光取進部射入的外光 〇 2或第3項記載之面光源，其中，上 於上述導光板之光射出面側者。 2項記載之面光源，其中，上述内部 述導光板光射出面之相對面上，較 安裝面之延長面更偏於外光取進部 其中，上述内部 其中，上述内部 其中，上述導光 光源的發光二極體之發光光線波長 換機構者。 8項記載之面光源，其中，上述波長 上述導光板内部之螢光物質者。 2項記載之面光源 者。 6項記載之面光源 係發出白色光者c 6項記載之面光源
    310478.ptc 第1頁 2001.12. 20.017 491958 _案號88104186 年12^月zl Q 修正_ 六、申請專利範圍 10.如申請專利範圍第8項記載之面光源，其中，上述波長 變換機構係為設於上述導光板的光射出面’或其相對 面的螢光物質者。 1 1.如申請專利範圍第2項記載之面光源，其中，上述導光 板的外光取進部相對面係具備光反射機構者。 1 2. —種顯示裝置，該裝置係具備： 如申請專利範圍第2項記載之面光源，及 近接於上述導光板之光射出面所安裝的非自發光 型顯示器者。 13.如申請專利範圍第12項記載之顯示裝置，其中，上述 非自發光型顯示器，係液晶板者。 I
    310478.ptc 第2頁 2001.12. 20.018
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