TW557344B - Surface light source device - Google Patents

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557344 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 i In m —ϋ ^^1 Γ- - - - LH - - ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於面光源裝置；更詳細則是利用特別適合 用於照明光學系之新式的導光體及光反射薄層，作爲液晶 顯示裝置的背光光學系能適合使用之面光源裝置。 〔背景技術〕 近年，大多採用透過型的液晶顯示（display )裝置作 爲個人電腦用的顯示器或薄型T V等的顯示裝置。此類液 晶顯示裝置則是通常在液晶元件的背面，配置面狀的照明 裝置即是配置背光（面光源裝置）。此面光源裝置例如爲 冷陰極放電管的線狀光源轉換面狀的光之機構。 ·· 具體上，具代表性的包括有在液晶元件的背面正下面 配置光源之方法、或在側面設置光源，利用丙烯板等透光 性的導光體呈面狀將光轉換而獲取面光源之方法（側光方 式），形成爲在光射出面配置由棱鏡陣列等所形成之光學 元件而獲取所要的光學特性之機構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 過去側光方式的面光源裝置，如第4 4圖所示在由透 光性的平板所形成的基板，即是在導光體1的一側端，沿 著該側端面1 a配置線狀光源，覆蓋此線狀光源2安裝反 射體3，而形成爲線狀光源2的直接光及反射體3所反射 的反射光在導光體1中從也是光入射端面之一側端面1 a 入射到內部之機構。 導光體1的一表面爲光射出面；在此光射出面1 b的 上面，頂角朝向觀察者則配置形成幾乎三角稜鏡狀的陣列 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -4- 557344 A7 B7 五、發明説明（3 ) 不良而良品率也降低，所以造成高成本化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了解決過去的問題，本發明的目的係提供根據利用 新式的構造元件且照明光線的利用效率優良之照明系統， 使用也是新式導光體及新式光控制構件之光反射薄板而達 到光的有效利用，而且構造簡單且組裝性優越且低價之面 光源裝置。 〔發明槪要〕 本發明係面光源裝置，爲了解決前述技術上的課題而 形成以下的構成。即是本發明的面光源裝置，其特徵爲： 由形成爲由透明合成樹脂所形成之板（sheet )狀，一表 面爲光射出面之導光體，及配置在此導光體的至少一側端 部近旁之光源所構成，當此光源作動之際，從導光體的光 射出面射出之射出光和與光源所配置之導光體的側端部表 面成直角的方向所形成之射出角度分布的最大角度與光射 出面的法線（垂直線）在± 1 5度以內，射出角分布的一 半値之範圍在± 3 0度以內。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，本發明的面光源裝置，其特徵爲：在與導光體 的光射出面相反側之面側配置光反射薄板，將從光源入射 到導光體之光線從與光射出面相反側的面射出而以反射薄 板反射，此反射光再度入射到導光體而從導光體的光射出 面射出，該時的射出光和與導光體的側端部表面成直角的 方向所形成之射出角度分布的最大角度與前述光射出面的 法線（垂直線）在± 1 5度以內，射出角度分布的一半値 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 557344 A7 B7 五、發明説明（4 ) 之範圍在± 3 0度以內。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 進而，本發明的面光源裝置，其特徵爲：在與導光體 的光射出面相反側的面設置光取出機構，利用此光取出機 構，將從光源射入到導光體之大部分光線，從與光射出面 相反側的面射出，而以光反射薄板反射。 其他，本發明的面光源裝置，其特徵爲：含有配置在 導光體的側端部之光源，及配置在與導光體的光射出面相 對向的面側之光反射薄板；光取出機構形成爲將由導光體 所射出之至少6 5 %以上的光線射出到光反射薄板側之機 構；光反射薄板係以間隔5 0 0 0 // m以下經多數配列而 形成由傾斜的反射面所組成的幾乎相同及/或是幾乎相似 形狀之基板單元。 針對具備此特徵之本發明的面光源裝置，在導光體的 至少一方表面，以間隔5 0 0 // m以下設置波浪板狀的凹 凸較爲理想；該情況，波浪板狀凹凸的頂點線朝向與光源 所配置之導光體側端部幾乎成垂直的方向較理想。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，針對本發明的面光源裝置，以設置在與導光體 的光射出面相對向之配置多數個凸狀突起部而構成之圖案 形成光取出機構較爲理想。此時以凸狀突起部的深度h及 最小開口寬度Wmi η所定義之値h/Wmi η爲0 . 5 以上較理想。 進而，本發明的面光源裝置，在反射面上設置透明絕 緣性物質所形成的披覆層較爲理想。該情況，金屬物質爲 銀或鋁質；且該披覆層由電阻率1 · Οχ 1 66Ω · cm 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 ________B7___ 五、發明説明（5 ) 上的透明物質形成較爲理想。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外，本發明的面光源裝置，設在光反射面上的光透 過性物質所形成之披覆層的表面爲平滑面較理想。然後， 在此披覆層的平滑表面設置印刷圖案較爲理想。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係表示本發明一實施形態其面光源裝置的主要 部位之斜視圖。 第2圖係以模式表示第1圖所示實施形態的面光源裝 置中入射到導光體之光線成爲面光源的狀態之構成說明圖 〇 第3圖係槪略表示本發明的面光源裝置中利用點光源 時的配置例之平面圖。 第4圖係爲用於本發明的面光源裝置之光反射薄板； 表示頂點線平行地配列之平行直線狀且平坦的傾斜反射面 所形成之基本單元多數個形成在表面的其他形態其光反射 薄板之部分平面圖、及以4 b - 4 b線剖斷之斷面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖係爲用於本發明的面光源裝置之光反射薄板； 表示頂點線平行地配列之平行直線狀且平坦的傾斜反射面 所形成之基本單元多數個形成在表面的其他形態其光反射 薄板之部分平面圖，及以5 b - 5 b線剖斷之斷面圖。 第6圖係爲用於本發明的面光源裝置之光反射薄板； 表示頂點線平行地配列之平行直線狀且凹狀的傾斜反射面 所形之基本單元多數個形成在表面之另外形態其光反射薄 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇x297公釐） ^ _ 557344 A7 ____ _B7__ 五、發明説明（6 ) 板之部分平面圖、及以6 b - 6 b線剖斷之斷面圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之光反射薄 板；頂點線平行地配列之平行直線狀且凹狀的傾斜反射面 所形成之基本單元多數個形成在表面的別的形態其光反射 薄板之部分平面圖，及以7 b - 7 b線剖斷之斷面圖。 第8圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之光反射薄| 板；凹狀的傾斜反射面所形成之基本單元多數個形成在表 面的別的形態其光反射薄板之部分平面圖，及以8 b - 8 b線剖斷之斷面圖。 第9圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之光反射薄 板；凹面鏡狀所形成之基本單元多數個形成在表面的另外 形態其光反射薄板之部分平面圖，及以9 b - 9 b線剖斷 之斷面圖。 第1 0圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之光反射 薄板；凹狀的傾斜反射面所形成之基本單元多數個形成在 表面的另外形態其光反射薄板之部分平面圖、及以1 0 b 一 1 0 b線剖斷之斷面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 1圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之光反射 薄板；凹面鏡狀所形成之基本單元多數個形成在表面的另 外形態其光反射薄板之部分平面圖、及以1 1 b _ 1 1 b 線剖斷之斷面圖。 第1 2圖係爲將形成在第2圖所示的光反射薄板之基 本單元的平行直線狀且平坦的傾斜反射面部分擴大，而顯 示所傾斜之反射面的傾斜角度之斷面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） 557344 A7 _____B7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 3圖係爲將形成在第6圖所示的光反射薄板之基 本單元其凹狀的傾斜反射面部分擴大，而顯示凹狀傾斜反 射面的傾斜角度之斷面圖。 弟1 4圖係爲擴大表不用於本發明的面光源裝置之光 反射薄板的主要部位之部分斜視圖。 第1 5圖係爲針對構成本發明的光反射薄板之基本單 元表示易於製造的形狀之部分斷面圖。 第1 6圖係爲用於本發明的面光源裝置之光反射薄板 的其他例之部分斜視圖。 第1 7圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之光反射 薄板的另外例中的主要部位之部分斜視圖。 第1 8圖係爲槪略表示本發明的其他實施形態其面光 源裝置的主要部位之構成說明圖。 第1 9圖係爲表示用於本發明的面光源裝置之，光反射 薄板的另外例中的主要部位之部分斜視圖。 第2 0圖係爲擴大導光體的一部分而槪略表示本發明 的面光源裝置中形成在與導光體的光射出面相反側的面之 多數個凸狀突起所形成之光取出機構的一形態之斷面圖。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 第2 1圖係爲擴大導光體的一部分而槪略表示本發明 面光源裝置中形成在與導光體的光射出面相反側的面之多 數個斷面呈三角形狀突起所形成之光取出機構的其他形態 之斷面圖。 第2 2圖係爲擴大導光體的一部分而槪略表示本發明 的面光源裝置中形成在與導光體的光射出面相反側的面之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 557344 A7 _____B7_ 五、發明説明（8 ) 多數個凹狀凹處所形成之光取出機構的另外形態之斷面圖 〇 第2 3圖係爲擴大導光體的一部分而槪略表示本發明 的面光源裝置中形成在導光體的光射出面之多數個斷面V 字狀溝部所形成之光取出機構的另外形態之斷面圖。 第2 4圖係爲擴大導光體的一部分而槪略表示本發明 的面光源裝置中形成在與導光體的光射出面相反側的面之 多數個斷面V字溝部所形成之光取出機構的其他形態之斷 面圖。 第2 5圖係爲擴大導光體的一部分而槪略表示本發明 的面光源裝置中形成在導光體的光射出面之多數個斷面呈 山形狀突起所形成之光取出機構其他形態之斷面圖。 第2 6圖係爲本發明其導光體其光束的方向選擇之測 定法說明圖。 第2 7圖係爲槪略表示設置在導光體之構成光取出機 構其凸狀突起的配列圖案例之平面圖。 第2 8圖係爲槪略表示設置在導光體之構成光取出機 構其凸狀突起的合適配列圖案之平面圖。 第2 9圖係爲分別以模式表示本發明的面光源裝置中 射入到導光體的光線成爲面光源的狀態及未以光取出機構 成爲面光源的狀態之構成說明圖。 第3 0圖係爲針對設置在導光體之構成光取出機構其 凸狀突起部的2個例表示深度h與最小開口寬度W m i η 和最大開口寬度Wm a χ的定義之槪略構成說明圖。 H· ·ϋϋ 111 1^^11 n^i «ϋ— 1.^^1 ITU ϋϋ ϋ— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 557344 A7 B7 五、發明説明（9 ) i in —1- I 1， ϋ— tit —ϋ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 第3 1圖係爲針對設置在導光體之構成光取出機構其 凸狀突起部的其他2個例表示深度h與最小開口寬度 W m i n和最大開口寬度w m a X的定義之槪略構成說明 圖。 第3 2圖係爲表示利用設置在導光體之構成光取出機 構其凸狀突起部的形狀變化選擇性將光線射出到光反射薄 板側的能力之狀態之構成說明圖。 第3 3圖係爲槪略表示導光體的光射入面近旁之部分 斷面圖。 第3 4圖係爲表示射入到導光體之角度0與射出到受 到折射作用後的導光體中之角度其兩者的關係之特性圖。 第3 5圖係爲表示面光源裝置中在光源配置近旁的導 光體產生輝線的狀態之構成說明圖。 第3 6圖係爲表示若爲本發明的面光源裝置則不易在 光源配置近旁的導光體產生輝線之構成說明圖。 4 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 第3 7圖係爲局部地表示在導光體的上面設置具有聚 光功能的手段之本發明其他實施形態的面光源裝置之斜視 圖。 第3 8圖係爲部分地表示在導光體的上面設置具有聚 功能的其他手段之本發明其他實施形態的面光源裝置之斜 視圖。 第3 9圖係爲局部地表示在導光體的上面形成具有聚 光功能的另外手段之本發明其他實施形態的面光源裝置之 斜視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12 - 557344 A7 ___B7_ 五、發明説明（10 ) 第4 0圖係爲表示將在光射出面設置波浪板狀的凹凸 。導光體作爲面光源裝置的構成要件時，本發明的面光源 裝置中光線的軌跡及過去的面光源裝置中光線的軌跡之構 成說明圖。 第41圖係爲局部地表示在導光體的光射出面形成另 外形態的聚光功能手段之本發明的另外實施形態的面光源 裝置之斜視圖。 第4 2圖係爲表示各光學系所形成射出光線的狀態數 密度之特性圖。 第4 3圖係爲槪略表示本發明其他實施形態的面光源 裝置主要部位之構成說明圖。 第4 4圖係爲槪略表示過去面光源裝置例的主要部位 之斷面圖。 第4 5圖係爲槪略表示過去面光源裝置其他例的主要 部位之斷面圖。 主要元件對照 1 導光體 2 線狀光源 3 反射體 4 陣列 5 調光薄板 6 光取出機構 7 反射薄板 n- 1^1 *. I^i l·/— i^n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -13 - 557344 A7 B7 五、發明説明（11 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 光取出機構 10 面光源裝置 11 導光體 12 側端面 13 線狀光源 14 反射體 15 光射出面 16 面 17 線 18 光反射薄板 19 基本單元 20 基材 21 光取出機構 22 凸狀突起 23 突起 25 溝部 26 溝部 27 突起 31 光線成分 34 凹凸 34a 頂點線 35 凹凸 36 雙透鏡元件 37 薄板 Ί.--7 f 衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -14- 557344 A7 B7 五、發明説明（12) 38 積 分 球 43 保 護 層 44 披 覆 層 48 圖 案 48a 里 色 點 49a 白 色 點 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔實施形態〕 以下，更詳細說明本發明的面光源裝置及用此面光源 裝置的液晶顯示裝置。第1、2圖係爲槪略表示本發明實 施形態其面光源裝置1 〇的主要部位之部分斜視圖及斷面 圖。 本實施形態的面光源裝置具備由透過性的平板所形成 的基板即是具備導光體1 1 ，在該導光體1 1的一側端沿 著該側端部1 2配置線狀光源1 3。此線狀光源1 3可以 採用螢光管或L E D陣列，但並不侷限於此。線狀光源1 3最適合採用發光效優良且容易小型化的陰極管。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (光源的配置形態） 另外，線狀光源1 3的配置形態並不侷限於上述形態 ;其他代表性的尙有只在一側端部配置冷陰極之1燈式的 形態、在一側端部配置2根冷陰極管之2燈式的形態，1 燈或2燈的冷陰極管配置在一側端部，也設置在相對向的 側端部，合計爲2燈或4燈的形態。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（13) (光源的形態） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外，光源的形態，本發明也並不侷限於線狀光源， 例如小型的面光源裝置，如第3圖所示，也可以使用 LED等的點光源。即是第3 (a)圖係表示在平面上呈 三角形狀切割而形成導光體1 1的角部之切角面配置也是 點光源的LED39之例。另外，第3 (b)圖係表示在 導光體1 1的一側端部接近配置光棒4 0，在此光棒4 0 的端面配置也是點光源的L E D 3 9之例。 (導光體及反射體） 在此導光體1 1的一側端，覆蓋線狀光源安裝反射體 ’形成爲線狀光源1 3所形成的直射光及反射體1 4所反 射之反射光在導光體1 1中，從也是光射入端面的一側端 面1 2射入到內部之機構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 導光體1 1例如爲呈板厚約4 m m程度的四角形狀之 透光性薄板；第1圖及第2圖中上面也是一方的表面爲射 出光之光射出面1 5，與此表面相反側的他方表面（第1 圖及第2圖中下面）爲與光射出面相對向之面1 6。第2 圖中’圖號1 7表示與導光體1 1的光射出面1 5垂直之 線，即是表示導光體1 1的法線。 (光反射薄板的構造及配置） 在與導光體1 1的光射出面1 5相反側的面1 6側接 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（14 ) 近配置光反射薄板1 8。光反射薄板1 8係具備傾斜的反 射面1 9 a之多數個基本單元1 9隔著微細的間隔P形成 在基材2 0的表面而被構成。此處，基本單元1 9係指如 第4〜1 1圖所示以幾乎相同及/或是幾乎相似形狀的傾 斜反射面1 9 a之集合體所形成的光反射薄板1 8之基本 形狀單位。 即是基板單元1 9係指更加分割則相同性或相似性會 消失掉的最少形狀單位，所謂的單位格。另外，間隔P如 第4〜1 1圖所示，依基板單元1 9的配列所造成的基本 周期當中，定爲最小的長度。 (設在導光體之光取出機構） 進而，在導光體1 1設置光取出機構2 1。此光取出 機構2 1被構成爲將射入到導光體1 1的光線選擇性使其 射出到光反射薄板1 8側；具體上必須構成爲使導光體 1 1所射出光線的6 5 %以上，更理想是7 0 %以上，最 理想是7 5 %以上的光束射出到光反射薄板1 8側；只要 達到此要件所使用之光取出機構並沒有特別的限定。 此處，爲了使導光體1 1所射出的全部射出光線的至 少6 5 %的光線射出到光反射薄板1 8側，考量各種的形 態作爲設在該導光體1 1之光取出機構2 1，並沒有特別 的限定。但是最合適的形態，列舉有在與導光體1 1的光 射出面1 5相反側的面（光反射薄板側的面）1 6以一定 的圖案形成多數個凸狀突起2 2之光取出機構2 1。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -17- Ί”--7 ί 衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 舞 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（15) (光取出機構中凸狀突起的各種形狀） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 具有使大部分的光線成分2 8射出到光反射薄板1 8 側的功能之凸狀突起2 2，列舉有第3 0、3 1圖所示的 種種形狀。第3 0 ( a )圖所示的凸狀突起2 2其橫斷面 爲橢圓形；第3 0 (b )圖所示的凸狀突起2 2其橫斷面 爲長方形狀。另外，第3 1 ( a )圖所示的凸狀突起2 2 其橫斷面爲長方形狀，而下端爲尖的三角形狀。進而，第 3 1 ( b )圖所示的凸狀突起2 2其橫斷面爲接近菱形的 長方开多。 (光取出機構的各種形態） 其他，如第2 1〜2 5圖所示，依各種的表面形狀設 計，能經設計使從導光體1 1所射出的大部分射出光線朝 向光反射薄板1 8的方向。即是第2 1圖所示形態係在導 光體1 1其光反射薄板1 8側的面1 6以一定的圖案形成 斷面呈三角形狀的多數個突起2 3而成爲光取出機構2 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 射成的斷構 反形示成機 光地所形出 其對圖隔取 1 相 3 間光 1 而 2 的爲 體 a 第定成 光 4 ， 一而 導 2 而以因 在處進 5 此 係凹。1 由 態的構面 ， 形狀機出 5 的凹出射 2 示成取光部 所形光的溝 圖 6 爲 1 個 2 1—•成 1 數 2 面後體多 第的 b 光的 ， 側 4 導狀 外 8 2 在字 另 1 部係V。 板出態呈 1 薄突形面 2 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（16 ) 然而，第2 4圖所示的形態係在導光體丨1其光反射 薄板1 8側的面1 6以一定的間隔形成斷面呈v字狀的多 數個溝部2 6而成爲光取出機構2 1。另外，第2 5圖戶斤 示的形態係在導光體1 1的光射出面1 5以一定的間隔形 成斷面呈山形狀的多數個突起2 7而成爲光取出機構2 1 〇 這些各種形態，其他尙有將對特定方向具有前方散射 性之散射體設置在導光體1 1內之形態，及將全息照相元 件和表面回折元件等的回折光學元件設置在導光體1 1的 表面之形態等，如前述過若爲能將導光體1 1所射出的光 中的至少6 5 %以上的光線射出到光反射薄板1 8側之光 取出機構，則沒有特別的限定。 (有關射出方向之選擇性測定手段） 此處，本發明所使用之導光體1 1其由該導光體1 1 所射出而選擇性射出到光反射薄板側之光束與全光束的比 率爲至少6 5 %以上，爲便有效地具有本發明其光學設計 效果的功能所必要的過程如同前述，不過測定射出此光束 方向的選擇性之測定手段槪略如同下述。 即是首先通常在配置有光反射薄板的位置配置幾乎能 完全吸收光線的黑色薄板3 7 (植毛紙等），如第2 6圖 所示，'朝通常的方向設定導光體1 1後在積分球3 8中作 動，此時從所得到導光體1 1的光射出面側所發出之全部 光束量設爲Σ a。 -ϋ·1· ·1_1 ϋ-i-l n imta In ϋ.·-— LI— -ϋϋ 1_1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19 - 557344 Α7 Β7 五、發明説明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，與通常不同面設定導光體1 1的方向（本來， 面向光反射薄板側之面爲光射出面側）；同樣地在積分球 3 8中作動，此時從與所得到導光體1 1的光射出面相反 側之面所發出之全部光束量設爲Σ b。此時，所得到的數 値（Ea / (Σ3 + Σΐ3) X 1 〇〇)成爲選擇性射出到 光反射薄板側之光束的比率（％ ):此値至少爲6 5 %以 上，更理想爲7 0%以上，更加理想爲7 5%以上。 (凸狀突起的配置圖案及其調整） 另外，面光源裝置，爲使面內保持一定的照明強度， 而調整由凸狀突起部2 2所形成圖案的外形使其隨著離開 配置有光源13的部位而提高光的取出效率作爲光取出機 構2 1。此調整形態列舉有增加凸狀突起2 2的開口部面 積之形態、使用幾乎相同形狀的凸狀突起2 2，隨著離開 光源1 3而增加凸狀突起2 2的配置密度之形態等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此調整形態當中，特別容易調整的則是增加凸狀突起 2 2的開口部面積之形態。但是本發明如同前述，經由凸 狀突起2 2所實現之光取出機構2 1必須具有將傳送到導 光體1 1內的光線只選擇性射出到光反射薄板1 8側之功 會g ;深度h及以最小開口寬度W m i η所定義之値 h / W m i η保持高値較爲理想。 不過，單純地使凸狀突起2 2的開口部面積增加則預 測會在偏離光源1 3的位置其h /W m i η之値脫離理想 之値。因此，保持h /W m i η的一定値同時使凸狀突起 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（18 ) 2 2的開口部面積增加之圖案形狀最理想；具體上，如第 2 7圖所示隨著偏離配設有光源1 3的位置而朝一軸方向 擴大凸狀突起2 2的開口部之圖案形狀最理想。 如第2 8圖所示，也適於使用具有h/Wm i η、 h/Wm a χ等之値爲前述過適當的範圍之幾乎相同形狀 的凸狀突起，隨著偏離配置有光源的位置而提高配置密度 的圖案之形態，作爲其他的調整形態。特別是此形態，因 使用幾乎相同形狀的凸狀突起2 2，所以針對凸狀突起 2 2的單一形狀，由於能夠形成極度提高選擇性使光線射 出到光反射薄板1 8側的能力之形狀，因而對提高面光源 裝置1 0的效率最理想之形態。 (光取出機構的形狀上規範） 針對本發明的面光源裝置，此種光取出機構2 1所要 求之形狀上規範，無論如何應依據使導光體1 1所射出光 線的6 5 %以上的光線射出到光反射薄板1 8側之觀點加 以決定。 例如，參照第2 9 ( a )圖、第2 9 ( b )圖更詳細 說明此情況；當將第2 1圖所示斷面呈三角形狀的突起 2 3形成在導光體1 1的面時，尖端部的頂角Θ較理想爲 9 0度以下，更理想爲7 0度以下，更加理想爲5 0度以 下。 即是如第2 9 ( b )圖所示由於隨著形成在導光體 1 1的面1 6之突起2 3的頂角/3增大而其斷面形狀成爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - i^i* n - ^ ii n I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 _ _B7____ 五、發明説明（19) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 山形狀，經由突起2 3所形成的全反射朝導光體1 1的光 射出面1 5方向射出之不要的光線成分3 1增大，因而利 用具有小頂角之三角形狀的斷面形狀，如第2 9 ( a )圖 示能使沿著本發明適用光線的軌跡（經由光反射薄板1 8 的反射過程而朝導光體1 1的法線1 7方向射出之光線成 分2 9 )之光線成分2 8、2 9增加。 另外，針對其他例進行說明，利用第2 0圖所示的凸 狀突起2 2之形態，如第3 0 ( a )圖所示此凸狀突起 2 2的高度，換言之則爲從導光體內所看到的狀態之凸狀 突起2 2的深度h及最小開口寬度W m i η所定義之値 h /W m i η較理想爲0 . 5以上，更理想0 . 6以上， 更加理想爲0 · 7以上。經此方式，射入到凸狀突起2 2 之光線大部分都射出到光反射薄板1 8側。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第20圖所示之凸狀突起22，從第30 (a)圖看 出，橫斷面爲橢圓形，不過如第30 (b)圖所示當橫斷 面爲長方形狀時，橫斷面長方形短邊尺寸爲最小開口寬度 W m i η。若達到此條件設計凸狀突起2 2，則可以確定 將從導光體1 1所射出光線的至少6 5 %以上的光線射出 到光反射薄板1 8側之適用形狀。 進而爲了將射入到凸狀突起2 2的光線充分使其射出 到光反射薄板1 8側，因而凸狀突起2 2的開口部形狀如 第30、 31圖所示，以最大開口寬度Wmax及凸狀突 起2 2的深度所定義之値11/〜1113\理想爲0.5以上 ，更理想爲0 · 7以上，更加理想爲0 · 9以上。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（20) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 更詳細說明此狀況，如第3 2 ( a )圖所示，適用最 小開口寬度W m i η的箱體則由於傳送到導光體1 1內的 光線3 0易於碰到凸狀突起2 2的壁面，因而碰到壁的光 線來整合到導光體1 1內，而射出到光反射薄板1 8側（ 射出光線以圖號2 8表示）。 不過，不適用第3 2 ( b )圖所示的最小開口寬度 W m i η範圍的箱體，則由於傳送至導光體1 1內的光線 3 0易於碰到凸狀突起2 2的底部，因而如第3 2 ( b ) 圖的光線軌跡所示，經過凸狀突起2 2的底部之全反射後 碰到壁面，不射出到光反射薄板1 8側之光線成分產生多 數。即是針對使光線射出到光反射薄板1 8側的觀點最適 用的箱體則如第3 2 ( c )圖所示最小開口寬度W m i η 、最大開口寬度Wm a χ都是適用範圍的情況。 此樣，本發明所適用之第2 0〜2 5圖中例示的光取 出機構，其形狀無論如何都是依據使從導光體所射出的 6 5 %以上的光線之觀點加以決定，不過更詳細地說明設 計的思考方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (光取出機構的設計理論） 針對經常作爲光源使用之螢光燈管，電漿放電所得到 的紫外光激勵附著在管壁的螢光體微粒子而發光，不過此 處所得到射出光線的射出角度分布幾乎對所有角度都表示 一樣的強度，即是接近擴散光源的性質。 因此，在於表示導光體的光射入面近旁之第3 3圖中 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（2!) ’探討在入射到導光體之光線的入射角度分布對所有角度 @是一定的條件下，傳送到導光體內之光線的幾何光學狀 態分布。 依斯奈爾的法則（snell's law )，導光體的折射率設 爲η i-sm0 = sincp 3ΐχιφ ··· θ 二 ar

η (Ο ^ θ < 0max = arcsin A) 因此，第3 4圖表示從光源所射出的光線射入到導光 體的角度0及射入到導光體之光線所形成的角度（以射入 角度0射入到折射率η的導光體之光線射出到導光體中之 角度）0其兩者的關係。計算各0中光線的狀態數密度η (Θ )，首先到達0範圍± △ 0 / 2的領域之光線量，忽 視導光體界面的菲湼爾（Fresnel )損失的近似値則是應用 所對應0的狀態數密度η ( 0 ) -ιϋ· 11 mail atme^L· —Βϋ 1^1 l···——— ^i·—— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 此處 arcsin(n*5io(9+A9/2)) Jn(cp)d<p …⑴ arcsin(n*sin(0—ΔΘ / 2)) -ir/2 η(φ)άφ = 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -24 - 557344 A7 B7 五、發明説明（22 另外，當射入光的角度分布爲一定時 η (0) = Const.，依據 關於任意的0由於 所以 fr/2ίπ/2η(ψ)^φ ^ Const =— c/2

Consf.d9 =： Const. ·: arcsin(n-sin(0+A0/2))|η(φμφ arcsin(n-sin(0-A0/2)) arcsin(n · sin(0 十—)-arcsin(n - sin(9 - 2 Θ -----11-衣|丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 因此，0中光線分布密度n ( 0 Δθ、 △β、 ι(θ) d arcsin(n · sin(0 + —)) - arcsin(n * 5ΐη(θ - 2 2 2 4

σ e [arcsin(n · sin Θ)J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 n· cos0 /l-ti2sm2 Θ η+γ(π2 -1)θ2 +〇[0] 即是在於臨界角近旁大幅增大狀態數密度；此情況即 使（1 )式中考慮到菲湼爾損失的效果，也形成爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -25 - 557344 A7 B7 五、發明説明（23) η(θ)。- ——-f-r- · f (arcsin(n · sin θ))

h1 sin1 Q (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) «n-f~(n2 -1)θ2 -f O[0J4 2 f rm 一 n · cos Θ * cos(2rcsin(n · sin Θ)) (cos(arcsin(n · sin Θ)) + n · cos Qy f (9) 一 Q f cos Θ » c〇3(arc5in(n · sin 9)) (n - c〇s(arcsin(n · sin Θ)) + cos Θ)2 ，傾向爲相同（f s、 f p分別表币s偏光、P偏光的情 況）。 因此，當用於導光體的透明樹脂時，射入到形成有光 取出機構的導光體表面側之角度，以約5 0度附近的射入 角度所射入的光束多數存在。也就是如第2 9 ( a )圖所 示，若對凸狀突起的開口寬度爲深度有足夠深度的形狀， 則射入到凸狀突起的開口部之光線必須從突起的壁面射出 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，因而能朝一方向選擇性地輸出射出光線；前述過 h/Wmin或h / W m a X的適用範圍係依這些狀況加以決 定。關於第2 2〜2 5圖所示的其他光取出機構，也是同 樣地進行考慮過傳送依據上述之導光體內之光線的特性的 形狀設計。 (關於光取出機構中的凸狀突起設爲平滑面） 另外，本發明構成爲從導光體1 1所射出大部分的光 線射出到光反射薄板1 8側則極爲重要；例如即使獲得前 述過h/Wm i η的理想範圍之導光體，也因模具精度的 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（24 ) 原因造成凸狀突起2 2的側面或凸狀突起2 2其開口部周 邊的面粗面化時，該粗面部分亂反射光線，也發生不能夠 使大部分的光線射出到光反射薄板i 8側之狀況。 即是凸狀突起2 2儘可能以平滑的表面構成，不過爲 了適切維持從導光體1 1所射出光束的方向選擇性而極爲 重要；過去面光源裝置出現單純的粗面或光散射性微粒子 所造成的光散射現象構成光取出機構之形態則無法充分發 揮本發明照明光學系的效果。更具體上，凸狀突起2 2的 表面根據J I S B 〇 6 0 1所訂定之十點平均粗細度 R z之値理想爲〇 · 〇 1〜1 〇 # m，更理想爲0 · 〇 2 〜4 // m，更加理想爲〇 · 〇 2〜2 // m，特別理想爲 0 · 0 5〜1 /zm的範圍，使其不致因粗面部分而產生不 要的光散射（光擴散）現象。 (光反射薄板的作動） 針對本發明的面光源裝置，如前述過形成爲從導光體 1 1所射出大部分的光線都射出到光反射薄板側之光學系 ，不過此射出光線如第2圖示大多是對光反射薄板1 8具 有斜向射入的指向性之光線2 8的情況。 因此，針對本發明的面光源裝置，如第2圖所示，利 用設在光反射薄板1 8之傾斜的反射面1 9 a所形成之幾 乎相同及/或是相似形狀之基本單元1 9的效果，從導光 體1 1選擇性射出到光反射薄板1 8側之光線2 8，其方 向變角爲朝導光體正面方向；其結果：當從正面觀看面光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -27 - -----乂--L— -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（25 ) 源裝置1 0之際，獲得極高的照明強度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此情況與第4 4圖及第4 5圖所示過去的面光源裝置 作比較，可以將照明光學系的構成極單純化；相對於過去 的面光源裝置利用稜鏡陣列的折射型光學系達到光線的集 光功能或變角功能，本發明則是經由將設在光反射薄板 1 8之傾斜的反射面1 9 a所形成之幾乎相同及/或是相 似形狀的基本單元1 9例如設計成凹面鏡的形狀等，就能 使光反射薄板1 8持有集光功能或變角功能等所望的光學 功能，而能提供保持同等的光學功能同時構造簡單之面光 源裝置。 書 (光反射薄板的具體說明） 本發明所使用之光反射薄板1 8，具有折射性之厚度 1 0 0 0 // m以下程度的基板2 0較爲理想，不過厚度等 的形態依照應用對象作適當選擇，並不一定侷限於此。另 外，反射率從高效率化的觀點則是由具有高反射率之材質 所形成較理想。 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 本發明中具有高反射率的材質係指因主要用於人類目 視的畫像顯示用途所以可視光線光譜的代表性波長範圍內 具有高反射率値之材質。 即是依據J I S - Z 8 1 2 0所訂定，在於可視光線 光譜範圍中反射光束能量與入射光束能量之比爲前述之値 ，通常是7 0 %以上，理想爲7 5 %以上，更理想爲8 5 %以上，特別理想爲8 8 %以上，極理想爲9 1 %以上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28 - 557344 A7 B7 五、發明説明（26 ) 另外，本發明中，應避免在光反射薄板部變化色調； 在於可視光線光譜的範圍，儘可能具有平滑的反射特性較 爲理想。因此，也可以採用位於可視光譜的幾乎中心之 5 5 0 n m其分光分射率之値作爲反射率，規定理想値的 範圍。 然則上述的反射率係指位於實際引起反射的傾斜面表 面之材質的反射率；具體上，在傾斜面的表面部設置具有 如同銀或鋁的高反射率且色調變化較少的材質較爲理想。 另外，會有在反射面之上設置透明的膜層等之情況，不過 此處所言及的反射率係指沒有披覆層等實際上有助於金屬 材質等的反射之材質自體表面的反射率。 另外，關於反射的指向性係依照所必要照明光的光學 特性，適當選擇鏡面反射或擴散反射，不過，一般取得高 指向性時則適用由銀或鋁所形成之鏡面反射層；取得擴散 射出角度分布時則適合使用由混合白色顏料的樹脂或發泡 性樹脂所形成之擴散反射層。 (具體說明形成在光反射薄板之基本單元） 另外，爲使基本單元1 9的配列在畫面上無法看出， 因而幾乎相同及/或是相似形狀的基本單元1 9的配列間 隔P儘可能微細化；具體上爲5 0 0 0 // m以下，理想爲 1 000//m以下，更理想爲5 00//m以下。 設在光反射薄板1 8表面之傾斜的反射面1 9 a所形 成之幾乎相同及/或是相似形狀的基本單元，代表性列舉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -29 - --1„—^^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（27 ) 有如同第4 ( a )圖、4 (b )圖所示基本單元1 9爲斷 面鋸齒狀；或是如同第5 (a)圖、第5 (b)圖所示基 本單元1 9爲山形狀，基本單元1 9只朝一軸方向具有周 期之構造，間隔爲3 0 0 0 // m以下，理想爲8 0 0 // m 以下，更理想爲3 0 0 // m以下；採用從上方觀看光反射 薄板1 8之際頂點線1 9 b平行地配列之平行直線狀且平 坦的傾斜反射面1 9 a所形成基本單元1 9的配列之形態 〇 此原因係如同第4 (a)、4 (b)圖或第5 (a) 、5 ( b )圖所示傾斜的平坦反射面1 9 a之頂點線1 9 b幾乎平行配列的形態則由於易於使用鑽石切削刀或端銑 刀進行切削加工，因而易於模具的製作，易於微細化，極 提高量產性之故。 另外，「多數個基本單元1 9的各頂點線1 9 b配列 成平行的狀態」並不是表示完全地保持平行的狀態而是表 示幾乎並排配列。即是如同第1 6圖所示，也能形成所相 判的頂點線彼此間些微呈波浪狀配列之形態等；此種形態 則是預防與液晶面板其閘陣列的光學干涉，而能取得背光 裝置的理想照明光特性。 使用此種平行直線狀且平坦的傾斜反射面1 9 a配列 多數個之光反射薄板1 8，而將前述凸狀突起2 2所形成 之圖案成爲光取出機構且從導光體所射出的光束大部分射 向光反射薄板1 8的配置側，從所設計之導光體1 1所射 出的光線，利用平行直線狀且平坦傾斜反射面的效果朝向 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 Α7 Β7 五、發明説明（28) 導光體1 1的法線1 7方向反射，因而能得到光源裝置 1 0所具備理想特性之照明光線。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如第1 2圖所示，用於幾乎相同及//或是相似形狀的 基本單元之傾斜反射面1 9 a的傾斜角度^最適的範圍係 依據所使用光取出機構2 1的形態而有種種的角度，從導 光體1 1所射出光線的方向轉換爲光射出面1 5的法線 17方向之觀點下應適當決定。 例如’光取出機構2 1如第2 0圖所示使用凸狀突起 之形態或是如第2 1圖所示使用斷面呈三角形狀的突起 2 3之形態，傾斜反射面1 9 a的傾斜角度α理想爲5 〇 〜7度的範圍，更理想爲4 0度〜1 〇度的範圍，更加理 想爲3 4度〜1 5度的範圍。 另外，構成各基本單元1 9之傾斜反射面1 9 a的斷 面’如第6圖及第7圖所示形成爲凹狀則從集光性的觀點 較爲理想。此情況只限於本發明適用的平行直線狀且傾斜 反斜面配列多數個之形態；如第8〜1 1圖所示，配列凹 面鏡狀的基本單元1 9之形態也適用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此時，傾斜反射面1 9 a的傾斜角度^適用的範圍 ’從導光體11所射出光線的方向轉換爲光射出面15的 法線1 7方向之觀點應加以決定；例如光取出機構2 1使 用凸狀突起2 2或是斷面呈三角形狀的突起部2 3之各形 態，則如第1 3圖所示在凹狀斷面的中心部之切線的傾斜 角度α理想爲5 0度〜7度的範圍，更理想爲4 0〜1 〇 度的範圍，更加理想爲3 4度〜1 5度的範圍。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 557344 A7 _B7 五、發明説明（29 ) 此種斷面凹狀的反射面1 9 a所形成之基本單元1 9 爲反射元件設置在光反射薄板1 8，而將從設在導光體 1 1之光取出機構2 1所射出之具有傳播擴散之光束2 8 轉換爲持有更尖銳的角度特性之光束（接近更平行光束之 光束），同時能朝導光體1 1的法線1 7方向射出；換言 之利用凹面鏡鏡面的集光效果，能將從導光體1 1所射出 的射出光線，轉換成對於更精準之導光體1 1的法線方向 具有極高輝度的射出光線。 因此，過去的面光源裝置，稜鏡陣列等製造困難且使 用高價的構件所實現的聚光效果不使用此種構件也能實現 ;可以形成保持幾乎同等的光學特性同時面光源裝置極簡 單化之構成；對於組裝過程數的減低、良品率的提高、雜 物混入槪率的降低、低成本化等，作爲實用的面光源裝置 具備極多的優點。 (說明輝線防止效果） 另外，過去的面光源裝置，如第3 5圖所示在於配置 有光源1 3之導光體1 1的側端部1 2發生使稱爲輝線 3 2的外觀惡化之現象。但是此現象發生的最大原因爲在 導光體1 1的側端部1 2近旁經由反射薄板3 3射入到導 光體1 1的上下面之光線；爲了除去此輝線3 2而變更反 射體的配置或是在反射薄板3 3上施加光吸收性的印刷， 採取對策，不過此方式導致構造更加複雜化、高成本化。 不過針對本發明的面光源裝置，如前述，由於在光反 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32 - ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（3〇 ) 射薄板1 8使用傾斜反射面1 9 a所形成之幾乎相同及/ 或是相似形狀的基本單元1 9，因而如第3 6圖所示針對 過去的面光源裝置成爲輝線成分的應射入之光線，利用傾 斜反射面1 9 a所形成之基本單元1 9回射，避免輝線射 出到導光體1 1上，因而面光源的外觀品質也極優越。 (從聚光性的觀點所考察之基本單元的形狀） 然則，從本發明其面光源裝置的聚光性之觀點，斷面 凹狀且傾斜的反射面1 9 a用於基本單元1 9之形態較爲 理想係如前述的說明，不過此斷面凹狀且傾斜的反射面 1 9 a (如第1 5圖所示爲斷面多角形狀則更加理想。此 原因係當製作模具之際，一般使用鑽石切削刀進行切削加 工，不過容易作成切削刀則爲斷面多角形狀之故。更詳細 說明其理由，第1 5圖所示斷面呈多角形狀的凹狀反射面 1 9 a則是形成該凹狀反射面之斷面輪廓線並不是曲線， 經由使直線所區隔之2個平坦傾斜面1 9 a - 1、 1 9 a - 2連接而形成凹狀反射面。另外，傾斜的反射面1 9 a 所形成之幾乎相同及/或是相似形狀的基本單元1 9之其 他形態，如第9圖或是第1 1圖所示，列舉有最大口徑爲 3 0 0 0 // m以下，理想爲8 0 0 // m以下，更加理想 3 0 0 // m以下所形成之凹面鏡狀反射面1 9 a經配列的 構造之形態。此種形態，由於不只朝一方向能朝所正交的 2方向達到聚光，因而與前述過的平行直線狀且傾斜的反 斜面1 9 a配列多數個之形態作比較，更能使聚光性提升 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -33 - -----^---衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 _ B7 五、發明説明（31) 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此處，針對採用配列有上述凹面鏡狀反射面的構造之 形態，也經形狀設計使其朝導光體的法線方法反射從凸狀 突起所形成之圖案部分射出之射出光反射到薄板側之光線 成分；變換往2方向的集光及往導光體正面方向的光束方 向同時達成，而能取得作爲面光源裝置極優越的照明光線 〇 此樣，前述過實施形態的光反射薄板1 8則是在基本 單元1 9設置斷面凹狀的反射面1 9 a，不過基本單元 1 9的反射面1 9 a並不侷限於斷面凹狀，如第1 7圖所 示形爲斷面凸狀亦可。經由將基本單元1 9的反射面1 9 a設爲凸狀反射面就能使其持有變角入射到光反射薄板的 射入光或擴大射出角度分布等照明光學上有效用的光學作 用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，本發明爲了更提升面光源裝置的聚光性，在導 光體的上面1 5 (配置有凸狀突起所形成的圖案之側的面 )，設置如第3 7圖所示的山形狀凹凸狀3 4，或設置如 第3 8圖所示波浪板狀的凹凸3 5，或設置第3 9圖所示 的雙凸透鏡元件3 6較爲理想。 此時，山形狀或是波浪板狀的凹凸3 4、3 5或雙凸 透鏡元件3 6的方向被設置爲頂點線幾乎垂直於配置有光 源1 3之側端部1 2。因此，與從設在光反射薄板1 8的 斷面凹狀等傾斜的反射面1 9 a所得到之聚光效果合倂， 而能獲得極高的聚光效果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34 - 557344 A7 B7 五、發明説明（32 ) 詳細說明此情況，本發明利用第2 0〜2 5圖所示光 取出機構2 1的效果，如第2圖所示，一時間從導光體 1 1所射出大部分光線2 8射出到光反射薄板1 8側。然 後’利用由設在光反射薄板1 8之傾斜反射面1 9 a所形 成之幾乎相同或是相似形狀的基本單元1 9之效果，射出 光線的方向轉角爲導光體1 1的法線1 7方向，再度入射 到導光體1 1後利用設置在導光體之三角稜鏡陣列等的山 形狀或是波浪板狀的凹凸3 4、3 5或雙凸透鏡元件3 6 加以聚光。 因而，過去的面光源裝置也提案過將三角稜鏡陣列等 成一體形成在導光體1 1而使聚光性提升，不過與此過去 型相比較，本發明的面光源裝置從光學觀點上完全不同的 狀況；聚光性之點本質上能得到有助益的光學系。此狀況 顯示在第40 (a)、40 (b)圖中。 即是過去的面光源裝置，大多是從導光體1 1內直接 朝向導光體1 1的光射出面1 5方向之光線成分3 1 ，因 而如第4 0 ( b )圖所示不朝向導光體1 1的法線1 7方 向，即使爲本發明欲達到集光之光線成分，也如所呈現第 4 0 ( b )圖所示光線的軌跡，由於導光體1 1與空氣層 的界面只經過一次，因而無法達到充分的聚光。 不過，本發明的面光源裝置，如第40 (a)圖所示 從導光體1 1所射出大部分光線2 8，一時間射出到光反 射薄板1 8側，如所呈現第4 0 ( a )圖所示光線的軌跡 ，由於能二次經過導光體1 1與空氣層的界面，因而導光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35 - -----Hl·--~^^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 丨.- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 _ B7 _ 五、發明説明（33) 體1 1自體作爲厚度較厚的透鏡陣列薄板功能’從聚光性 的觀點上能得到格外優越的性能。 爲了更具體考察此效果，以幾何學算出從光射出面所 射出光線的狀態數分布。關於從導光體的光射入面1 1側 所看見的斷面圖之第4 0圖，利用設在導光體之光取出機 構所射出之光線的射出角度設爲r，設在導光體上之三角 稜鏡陣列的尖頂角設爲占。 設有過去的三角菱形陣列之導光體’由於加以光學設 計使其利用光取出機構選擇性將射出光線導入到光反射薄 板1 8側，因而如同第4 0 ( b )圖’從導光體射直接射 入到三角棱鏡部，在棱鏡部受到折射作用之光成分4 1存 在多數。此種光成分4 1的射出角度tb以r及5作爲函 數而形成下式： ¢= arcsinl η - sin(y ~ ^ J + ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，一時間射出光線射出到第4 Ο ( a )圖所示本 發明的光反射薄板1 8側，導光體能作用爲稜鏡薄板之光 學系，其射出光線的射出角度分布t a形成爲下式： arcsin sm arcsm — - sm δ 2 因此，以簡單的例若是從光取出機構所射出的光線爲 完全擴散光，經考量三角稜鏡部的尖頂角爲9 0度的情況 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（34 ) ，則如同第4 2圖，當具有相同狀態數密度之光線3 4 1 經過第4 0 ( a )圖中的光學系時，射出光線2 9其射出 角度的狀態數密度轉變爲如同參考圖號3 4 2在4 5度附 近朝具有最大角度的正面方向聚集多數個光線成分狀態， 顯示具有高集光性。 對於此點，過去的光學系，第4 0 ( b )圖被認爲利 用三角棱鏡部多少具有聚光作用，如同圖號3 4 3所示， 殘存在偏離正0〜3 0度附近仍具有多數的光線成分，無 法得到充分的聚光作用。 即是本發明一時間使光線射出到光反射薄板1 8側， 將導光體1 1自身作用爲稜鏡薄板之光學設計，確保聚光 性且極度達到本質上的作用。 山形狀或是波浪板狀的凹凸（具有波浪狀的表面形狀 之凹凸）3 4、3 5或雙凸鏡元件3 6係以實現使聚光性 增大等的光學功能之觀點經適當地加以形狀設計，表面構 造並沒有特別限定。不過根據全反射條件不損失本來所必 要的從側端射入到導光體1 1之光線使其傳播之功能受到 損壞’則無法達到面光源裝置的功能。 因而’至少山形狀或是波浪板狀的凹凸3 4、 3 5或 雙透鏡元件3 6的頂點線3 4 a、3 5 a、3 6 a設置成 朝向主要傳播入射光線的方向成爲幾乎平行。經此設置， 利用山形狀或是波浪板狀的凹凸3 4、3 5或雙透鏡元件 3 6錯亂全反射條件，不致造成光線不傳播到導光體1 1 中。即是如第3 7〜3 8圖以及第4 1圖所示，山形狀或 本紙張尺度適财關家縣（CNS ) A4規格（210X297公釐)-37 - ' -----Hl·--7.丨^^衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（35) 是波浪板狀的凹凸3 4、3 5或雙透鏡元件3 6朝向幾乎 與光源1 3所配置的側端部1 2垂直之方向。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外’設置在導光體1 1之三角稜鏡部所代表之山形 狀或是波浪板狀的凹凸3 4、3 5或雙透鏡元件3 6期望 是無法看出的程度儘可能微細化，至少爲5 〇 〇 # m以丁 ’理想爲3 0 0 // m以下，更理想爲2 0 0 // m以下的間 從聚光性，加工容易性的觀點較理想係爲使用如第 3 7圖所示的三角棱鏡陣列3 4之形態；如第4 0 ( a ) 圖所示，採用在導光體1 1的射出面側設置尖頂角5爲 60〜150度，理想爲70度〜120度，更理想爲 8 0度〜1 1 0度所形成之三角稜鏡陣列，稜鏡陣列3 4 的頂點線3 4 a幾乎與光源1 3所設置的側端部1 2成垂 直之形態。 此樣經由將三角稜鏡陣列3 4成一體形成在導光體 1 1的光射出面1 5，如前述過由於導光體自體作爲厚度 較厚的稜鏡薄板功能，因而能容易地獲得高聚光性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此樣，在三角稜鏡陣列3 4成一體形成在光射出面 1 5之導光體1 1中，選擇性使光線射出到光反射薄板 1 8側之光取出機構2 1也設置在與導光體1 1的光射出 面1 5相對向之面1 6，不過關於在如第2 3圖及第2 5 圖所示導光體1 1的出射出面1 5側設置光取出機構2 1 之形態，如第4 1圖所示在與導光體1 1的光射出面相對 向之面1 6設置三角稜鏡陣列等山形狀的凹凸3 4。在於 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（36 ) 此形態’山形狀凹凸3 4的頂點線3 4 a ，如前述過朝向 與也是導光體1 1的光射入面之側端部1 2幾乎成垂直的 方法。 如前述經設計成凸狀突起2 2所形成的圖案爲光取出 機構2 1且從導光體所射出大部分的光束朝向光反射薄板 1 8的配置側之從導光體1 1所射出的光線，利用光反射 薄板1 8其傾斜反射面1 9 a的效果而朝導光體1 1的法 線1 7方向反射，而且由於在導光體1 1的至少一方表面 存在有改良聚光性等的光學特性所設置之山形狀或是波浪 板狀的凹凸3 4或雙透鏡元件3 6，因而不論是非常簡單 的構成，面光源裝置1 0都能得到品質極高的照明光線。 然而，如第1圖所示的實施形態之面光源裝置1 〇， 當只在導光體1 1的一側部1 2配置線狀光源1 3時，在 與光射出面1 5相反側的面配置第2 0圖所示的形態，即 是配置配列平行直線狀且鋸齒狀的凹狀反射面1 9 a之基 本單元1 9所形成之光反射薄板1 8較爲理想，不過如第 4 3圖所示當在導光體1 1所對向的兩側部1 2 a、 12 b分別配置線狀光源1 3時，使用第7圖所示的形態作爲 光反射薄板1 8，即是使用配列平行直線狀且波浪板狀的 凹狀反射面1 9 a之基本單元1 9所形成之光反射薄板 1 8較爲理想。 (光反射薄板的材質） 本發明用於光反射薄板1 8之反射材質並沒有特別限 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39 - 557344 A7 B7 五、發明説明（37 ) 定，不過如第1 4圖所示在表面披覆銀或鋁而形成反射層 4 2，此表面爲反射面1 9 a對製造上最具容易性。特別 是利用真空蒸鍍、濺射、及離子鍍等的處理以薄膜形成銀 反射層，披覆在表面之方法最理想。 另外，反射層4 2並不侷限於正反射性的金屬材質所 形成的反射層，例如也可以使用混合鈦等的白色顏料之聚 酯樹脂所形成擴散反射性的反射層。此情況，射入光線由 於利用擴散反射性的反射面朝各方向散射，因而能擴大反 射光的指向性，能比使用A g薄膜等的正反射性反射面的 情況更加擴大照明光線的視野角度特性。 進而，例如在以銀進行蒸鍍以前，也可以將傾斜的反 射面1 9 a所形成的相同及/或是相似形狀之基本單元 1 9所塑形之基材薄板表面加以噴砂加工等後施予表面粗 糙處理。經此樣的處理，可以在正反射性的反射面使其持 有適度的光擴散性；而得到擴大射出光線的角度分布特性 ，抑制照明光線的閃爍或是防止發生因與液晶格的間陣列 所相互干涉而造成波紋模樣等之效果。 擴散反射層的形成方法，其他尙列舉有以發泡性聚酯 樹脂、發泡性聚烯樹脂、發泡性A B S樹脂等形成擴散反 射性的反射層之形態以及在基材表面披覆由白色顏料所形 成的塗料之形態等。 (對光反射薄板設置保護層） 另外，銀反射層等的光澤性金屬表面由於非常容易受 -----nl·--1.丨 衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -40- 557344 A7 _ B7 五、發明説明（38 ) 傷且又容易發生氧化劣化的狀態，因而如第1 4圖所示在 表面塗上紫外線硬化性丙烯樹脂塗料作爲保護層4 3而防 止因受傷而惡化光學特性較爲理想。進而，經由設置玻璃 珠等爲代表性之光透過性圓珠之披覆層，也能夠獲得與在 前述傾斜的表面所形成的相同及/或是相似形狀之基本單 元施予表面粗糙處理過相同的效果。 另則在此透明披覆層（保護層4 3 )使其持有光學薄 膜的功能，也能夠將射入光線的控制性更加高度化。例如 也可以設置λ / 4板、λ / 2板等的光學薄膜，利用更加 積疊這些光學薄膜，也能獲得也具有控制光束分離功能或 偏光轉換功能等射入光線的偏光狀態之功能的光反射薄板 0 然則’取代前述過的披覆層4 3改而設置其他性質的 披覆層4 4，如第1 8圖所示表面平坦亦可。更詳述此披 覆層4 4，如前述過以銀或鋁形成反射面1 9 a ，反射面 1 9 a具有高導電性。因而會發生導致光源作動的漏電或 短路之問題。如前述過大型L C D背光一般所採用冷陰極 管等的放電管爲光源，使用高電壓的作動電源之構成特別 成爲嚴重的問題。 另外，其他的問題，從聚光性等光學特性之控制性的 觀點上當以具有正反射性的銀或鋁爲代表之金屬材質形成 反射層4 2時，由於極易引起壽命變化，因而會有反射層 4 2受到氧化劣化等的壽命變化而容易引起改變光學特性 的可能性；假若引起此種氧化劣化等的壽命變化則簡單地 Ί-—7·I衣— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 *· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -41 - 557344 A7 B7 五、發明説明（39 ) 改變光學反射特性，推測對保持照明光的品質造成極大困 難，而不能得到實用的面光源裝置。 -----Ί.—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因而’在由銀或鋁所形成的反射面1 9 a設置由透明 絕緣性物質所形成之披覆層4 4較爲理想。此披覆層4 4 理想的是如第1 8圖及第1 9圖所示埋塡反射面1 9 a的 凹狀部而平滑地形成表面，埋塡反射面1 9 a的凹狀部配 置透明的絕緣性物質而作爲披覆層4 4時將其表面平滑； 經過上述過程係因下述的理由。 L C D背光由於必須修正光源近旁的輝線或暗部以及 調整全體的色調，因而大多必須在光反射薄板表面施予印 刷。即是經由將光吸收性的黑色點4 8 a所形成的圖案 4 8或光擴散性的白色點4 9 a所形成的圖案4 9等印刷J 到光反射薄板上，就能夠修正光源近旁的輝線或暗部，而 擴大實用上有效的發光範圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不過，如第1 6圖所示與幾乎相似形狀的基本單元之 表面形狀一倂設置透明絕緣性物質的披覆層，基本單元的 表面形狀殘留在光反射薄板表面，而產生印刷油墨的「滲 漏」或「滴流」。因此爲了防止此問題，光反射薄板的表 面利用透明樹脂等加以埋塡而形成爲平滑的面較爲理想。 更具體上，透明樹脂所形成之電源電路4 4的表面， 依據J I S B0605所規定之Rz値爲25//m以下 ，理想爲2 0 # m以下，更理想爲1 5 // m以下。用來形 成此種披覆層4 4之絕緣性物質’例如採用以聚丙系、聚 酯系等的熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂或熱硬化性樹脂等 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-42 - 557344 A7 B7 五、發明説明（4〇 ) 爲代表性之透明樹脂；或是透明陶瓷（鈦、矽等爲代表） 等較爲理想。 此絕緣物質所形成之披覆層4 4，進而電阻率爲 1 · 0χ106Ω· cm 以上，理想爲 1 · 〇χ1〇7Ω· c m以上，更理想爲1 · 〇 X 1 〇 8 Ω · c m以上的透明樹 脂由於電絕緣性的高度、製造的容易性、低成本等所以最 適用。另外，「透明的絕緣性物質」用語中的「透明」係 指全光線透過率爲8 5 %以上，理想爲8 7 %以上，更理 想爲9 0 %以上。 另外，印刷圖案中，如同第1 9圖所示，由於在光源 近旁經常引發生明亮帶狀的亮部（輝線）等而惡化外觀， 因而代表爲用來修正此問題所設置之光擴散反射性（白色 )或光吸收性（黑色）的多數個點4 8 a所形成之圖案 4 8 ;由於在大型模組面內易於發生顏色不調和，因而代 表爲用以修正此問題所使用之半透光性的多數個點4 9 a 所形成之圖案4 9。 針對用來修正光源近旁發生帶狀亮部（輝線）等所引 起的外觀惡化所設置之圖案4 8，輝線的修正能力以黑色 較優越，不過易於發生輝線的降低。對於此點，白色對輝 線降低相對的減少。如第1 9圖所示，主要集中設置在配 置光源之光反射薄板1 8的側端部附近，形成圖案4 8之 點4 8 a的間隔P 2，理想爲2〜4 0 0 // m，更理想爲 5〜300#m，更加理想爲10〜20〇//m，圖案設 置在從一側端1 2起3 0 m m以內，理想爲2 5 m m以內 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -43 - - I----U--^I-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，?τ 4 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（41) ，更理想爲2 0 m m以內的範圍內，形成配置密度隨著離 開光源配置側端漸減之圖案。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 另則，針對用來修正大型模組面內的顏色不調和所使 用之半透光性的多數個點4 9 a所形成之圖案4 9，包括 光反射薄板1 8的廣擴範圍設置，其配置密度形成爲隨著 離開光源配置側端而漸漸增加。代表性，列舉有由於被認 爲具有光源附近綠色過大的傾向，因而隨著離開光源1 3 增大配置密度而印刷具若干綠色的光透過性油墨之形態。 也在此時，形成圖案4 9之點4 9 a的間隔P 3，理想爲 2〜400//m，更理想爲5〜300//m，更加理想爲 1 0〜2 0 0 // m的間隔加以配置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而，設置在光反射薄板1 8之光透過性物質所形成 之披覆層4 4使用由不同折射率的物質所構成之具有光散 射性的材質亦可。例如，經由在以光透過性物質形成披覆 層4 4之材料所適用之丙烯系光硬化性樹脂中使其擴散鈦 等的無機系微粒子就能使其持有此樣的效果；使光散射發 生，射入到該反射薄板的光線適度地散射。因此能更加提 高照明光線的控制性。 此樣依據本發明的面光源裝置，利用光透過性物質披 覆使其完成埋塡幾乎相似形狀的基本單元1 9，在此披覆 層4 4的表面形成經平滑處理過的光反射薄板1 8使其不 致反映基本單元1 9的形狀，而將此薄板1 8用於面光源 裝置1 0，就能夠在光反射薄板1 8的表面印刷非常微細 的圖案48、 49，因而能夠改良實用上極重要的光學特 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（42) 性，例如防止在光源附近發生亮部或修正大型化的顏色不 調和。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 針對本發明理想的形態，光反射薄板1 8以樹脂材料 形成。特別是以聚酯系樹脂、丙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹 脂、聚酰胺系樹脂、多芳化系樹脂或是環狀聚烯系樹脂所 代表之熱可塑性樹脂薄膜所形成之基材2 0加以形成；凹 狀反射面陣列的形成，以熱衝壓成形加以塑形，或是以光 硬化性樹脂加以塑形較爲適用。 理想是聚碳酸酯、聚酯、聚烯等所代表之熱可塑性樹 脂薄膜經加熱輥壓所形成的壓紋加工對生產性之點有助益 。另外，單是只以熱可塑性樹脂薄膜用於L C D背光時會 有剛性不足’薄板的燒性造成問題之情況。即是因薄板彎 曲而產生輝線不調和，外觀惡化的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 面對此問題的對策，在熱可塑性樹脂薄膜的表面（與 反射面形成側表面相反側的表面），利用接著劑4 5例如 張貼二軸延伸聚酯或二軸延伸聚烯所代表之延伸薄膜4 6 ，形成確保必要的剛性之構造較爲理想。然而，基材2 0 即是熱可塑性樹脂薄膜與延伸薄膜4 6的張貼，以接著劑 4 5的方式加以融接亦可。 此種光反射薄板1 8也可以作爲投影裝置等的影像投 影用銀幕使用。即是將此光反射薄板作爲影像投影用銀幕 使用，則只有從投影裝置施予顯示之光線成分朝觀看者方 向投影，窗外的光等則不照射到銀幕，因而如過去即是不 將室內變暗而投射影像也得到高對比度的影像，能夠得到 -45 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（43) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 更具實用性的優良銀幕。特別是對於展示室中的展示用途 、飛機內的投影用途等極適用，即使在周邊光亮的環境下 也能提供鮮明的顯示影像。 (說明使用面光源裝置之液晶顯示裝置） 本發明中，液晶顯示裝置係指利用液晶分子的光電效 果，即是利用光學方向異性（折射率方向異性）、配向性 等，對任意的顯示單位施加電壓或通電加以驅動使其變化 液晶的配向狀態，而改變光線透過率或反射率，利用也是 光閘門的配列體之液晶格進行顯示。 具體上，列舉有透過型矩陣驅動超扭轉絲狀模式、透 過型主動矩陣驅動超扭轉絲狀模式、透過型主動矩陣驅動 平面上開關模式、多重區域調整模式等的顯示元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將本發明的面光源裝置作爲這些液晶顯示元件的背光 光源手段而構成液晶顯示裝置，利用前述過使用光反射薄 板之面光源裝置的效果，薄型化，提高影像品質，特別是 減少輝線；另外，構造簡單且提高組裝性，而且也提高良 品率；進而能夠形成成本降低之液晶顯示裝置。 以下，以實施例更詳細說明本發明，不過本發明只要 不超越其要旨，並不侷限於以下的實施例。 (實施例1 ) 使用3 5 0 · 0x 280 · Omm，厚度成爲厚肉部 2 · 6mm，薄肉部0 . 6的短邊方向呈楔形狀之丙烯樹 -46 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 557344 A7 B7 五、發明説明（44) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 脂，在厚肉側的長邊部配置由冷陰極管所形成之線狀光源 1 3後，設置隨著開線狀光源1 3而逐漸縮窄間隔之斷面 呈三角形狀的突起2 3作爲導光體。至於對設有斷面呈三 角形狀的突起2 3之導光體1 1成形係使用以鑽石切削刀 施予切削加工而形成之經過鏡面硏磨之模具，利用射出成 形以丙烯樹脂成形。 突起2 3其斷面呈三角形狀的頂角爲3 0度，突起 23的突起量爲3 5 . 0//m，如第29 (a)圖所示斷 面呈三角形狀的突起2 3係設置在光反射薄板1 8側，從 導光體1 1所射出的光線幾乎都朝向光反射薄板1 8側之 構成。利用斷面呈三角形狀的突起爲光取出機構2 1之效 果，形成從導光體1 1所射出之7 7 %的光束射出到光反 射薄板1 8側的適用於本發明之導光體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用形狀爲第4 ( a )、4 ( b )圖所示的形狀，頂 點線1 9 b爲平行配列之直線狀且平坦的傾斜反射面1 9 a設爲基本單元19之光反射薄板18作爲光反射薄板。 間隔爲2 2 0 // m，反射層使用銀的濺射層，在此銀濺射 層披覆丙烯樹脂。傾斜反射面1 9 a的傾斜角度α爲2 4 度，從利用斷面呈三角形狀突起所形成之光取出機構2 1 所形成之導光體1 1射出到光反射薄板1 8側之光線，經 由光反射薄板1 8轉換方向，而形成朝導光體1 1的法線 1 7方向射出光線之光學系。 光源1 3使用管徑2 · 2 m m的冷陰極管，經由變頻 器高頻作動，在導光體1 1的光射出面1 5正上方配置披 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) 「47- 557344 A7 B7 五、發明説明（45 ) (請先閱讀背面之注意事項存填寫本貢) 覆混合圓珠47·2%所形成的丙烯圓珠所形成之光擴散 薄板’而形成面光源裝置。管電流爲6 m A，利用輝線測 定裝置測定面內2 5點的平均輝度之結果，得到平均輝度 1 5 8 n i t ，確認輝度性能及輝度不調和都作爲液晶顯 示面板的背光光源充分實用之光學系。 另外，由於不使用通常所配置之稜鏡薄板，因而減少 雜物混入到薄板之間，組裝性良好。利用光反射薄板1 8 的效果，也除去過去的面光源裝置所發生出現在光源近旁 之輝線，影像品質優良。 (實施例2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用2〇0· 0x190 · Omm，厚度在光源13 附近爲2 m m，在最離開光源1 3的位置則成爲0 . 6 m m其短邊方向變化厚度之楔形狀的丙烯板，在厚肉部配 置由冷陰極管所形成之線狀光源1 3後，隨著離開線狀光 源1 3而相對地加大配置密度進行圖案處理過之開口部形 成爲正方形的凸狀突起2 2形成在導光體1 1上。凸狀突 起22的深度h爲30 · 0//m，凸狀突起22的開口寬 度 Wmi η 爲 35 · 0//m。 此處，用於形成凸狀突起2 2的模具將成爲厚度3 0 V m之乾式抗蝕膜貼合在玻璃基板上，利用光蝕法形成圖 案，將電極蒸鍍到玻璃基板上，以此爲主體經鎳電冶而形 成。 也是導光體1 1的光取出機構2 1之凸狀突起2 2設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -48 - 557344 A7 B7 五、發明説明（46) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 置在配置有光反射薄板1 8側，利用前述過的山形之凸狀 突起2 2爲光取出機構2 1之效果，而形成從導光體1 1 所射出8 2 %的光束射出到光反射薄板1 8側之適用於本 發明之導光體。 使用以第4 ( a )、4 ( b )圖所示的形狀，頂點線 1 9平行地配列的平行直線狀且平坦的傾斜反射面1 9 a 爲基本單元19之光反射薄板18作爲光反射薄板。基本 單元1 9的間隔爲1 0 0 // m，形成平行直線狀且平坦的 傾斜反射面之基體薄板使用聚酯樹脂，以模具施予傾斜反 射面加工後經由噴砂將表面粗面化，進而施予銀蒸鍍加工 而形成反射層。傾斜反射面的傾斜角度α爲2 5度，利用 光反射薄板1 8將從凸狀突起2 2所形成之光取出機構 2 1所形成之導光體1 1射出到光反射薄板1 8側之光線 轉換方向，而形成朝導光體1 1的法線1 7方向射出光線 2 8之光學系。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光源13使用管徑爲2.Omm之冷陰極管，經由變 頻器高頻作動，在導光體1 1的光射出面1 5正上面配置 披覆混合圓珠4 5%之丙烯圓珠所形成之光擴散薄板，而 形成面光源裝置。管電流爲6 m A，利用輝度測定裝置測 定面內2 5點的平均輝度；其結果：得到平均輝度 1450nit，確認亮度性能及輝度不調和都是作爲液晶顯示 面板的背光光源能充分實用之光學特性。 另外，由於不使用通常配置2片之稜鏡薄片，因而減 少雜物混入到薄板之間，組裝性極良好；進而由於沒有過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -49 - 557344 A7 B7___ 五、發明説明（47 ) 多的薄板，而形成輕薄的面光源裝置。進而，利用光反射 薄板1 8的效果，也除去過去的面光源裝置發生而必要採 取特別的對策之出現在光源近旁的輝線，影像品質極優越 。另則，由於光反射薄板表面經由噴砂被粗面化，因而特 定的方向其射出光線的閃爍也消失，照明光線的品質作爲 液晶顯示面板的背光光源極優良。 (實施例3 ) 使用45 · 0x37 · Omm，厚度爲1mm之丙烯 板作爲導光體11，在角落部配置由白色LED所形成之 線狀光源1 3，將被配置成隨著離開配置有光源1 3而逐 漸縮窄間隔P之第2 5圖所示的斷面呈山形狀之突起凸狀 2 7所形成之光取出機構2 1設置在導光體1 1的光射出 面1 5側。斷面呈山形狀突起2 7的頂角0爲1 5 0度， 此突起2 7的底邊幅寬爲7 0 。 形成有如前述斷面呈山形狀的突起2 7所形成之光取 出機構2 1之導光體1 1成形，利用經過所對應的形狀加 工之模具加以射出成形加工，模具表面形狀的加工採用鑽 石切削刀的切削加工。利用斷面呈山形狀的突起2 7設置 在導光體1 1的光射出面1 5側而成爲光取出機構1 1之 效果，形成從導光體1 1所射出7 2 %的光束射出到光反 射薄板1 8側之適用於本發明的導光體。 採用以第9圖所示的形狀且凹面鏡狀的傾斜面1 9 a 設爲基本單元1 9之光反射薄板作爲光反射薄板1 8。凹 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -50 - ΊΤ--41 -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（48 ) 面鏡部的最大口徑爲7 0 // m，反射層使用銀的濺射層， 在此銀濺射層表面披覆混入圓珠的丙烯樹脂。傾斜反射面 1 9 a的傾斜角度α爲1 8度，利用光反射薄板1 8將射 出到經由設置在導光體1 1的光射出面1 5側之斷面呈山 形狀的突起所形成之光射出機構2 1所形成的光反射薄板 1 8側之光線轉換方向，而形成朝導光體1 1的法線1 7 方向射出輸出光線之光學系。 光源13使用外形爲2 · 03 · 0x1 · 6mm之片 狀白色，L E D，以順向電壓3 · 3 V作動，而形成以白 色L E D爲光源之面光源裝置。利用亮度測定裝置測定面 內5點的平均亮度之結果：得到平均亮度爲2 2 0 n i t ，確認亮度特性及亮度不調和都是作爲攜帶電話用液晶顯 示板的背光光源充分實用之光學特性。 由於未使用通常所使用的稜鏡薄板，因而組裝性極良 好；進而由於沒有過多的薄板，因而形成輕薄的面光源裝 置。另外，利用披覆在光反射薄板表面之丙烯圓珠的效果 ，改良照明光的閃爍，因而能形成在導光體1 1正上面直 接設置液晶面板而耐用之構造極簡單的面光源裝置。 (實施例4 ) 頂點線平行配列之平行直線狀傾斜反射面1 9 a爲基 本單元1 9 ，使用此基本單元1 9的斷面形狀爲凹狀之光 反射薄板1 8，其他則與實施例1同樣而形成面光源裝置 。利用斷面成凹狀之傾斜反射面的效果，射出到光反射薄 -----Ml·--^丨^^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -51 - 557344 A7 B7 五、發明説明（49 ) 板側之光束朝導光體1 1的法線1 7方向變角則同時聚光 ;因此平均亮度與實施例1比較提高到1 7 6 9 n i t 。 與實施例同樣，面光源裝置的實用性極高。 (實施例5 ) 使用210 · 0190 · Omm，厚度在光源近爲2 m m，在最離開光源的位置則爲〇 · 6 m m其朝短邊方向 變化厚度之楔形狀的丙烯板，在厚肉部配置由冷陰極管所 形成之線狀光源，隨著離開線狀光源而朝一軸方向相對地 加大長度進行圖案處理之開口部形狀爲橢圓形的凸狀突起 2 0 a形成在導光體1 1上。第3 0圖中表示凸狀突起 2 2的擴大圖。 凸狀突起2 2的深度h爲5 0 · 0 // m，面對與線狀 %源垂直的方向之斷面觀看時凸狀突起2 2的最小開口寬 度Wmi η爲55 · 〇//m。此處，用於形成凸狀突起 2 2的模具係將厚度爲5 〇 // m之乾式抗蝕膜貼合在玻璃 板上’利用光蝕法形成圖案，將電極蒸鍍到經過圖處理之 玻璃板上’以此爲主體經由鎳電冶而形成。 在未設置導光體1 1的凸狀突起2 2所形成的光取出 機構2 1側’形成更加提高導光體1 1的光聚光性，如第 3 7圖所示頂角9 0度，隔間5 0 //之稜鏡陣列3 4 ;該 棱鏡陣列3 4的頂點線被配置成與配置有線狀光源1 3之 側端部垂直。 也是導光體1 1的光取出機構2 1之凸狀突起設置在配 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐）_ 52 _ -----Ml·--^ I ^^衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 ______B7__ 五、發明説明（5〇 ) 置光反射薄板1 8側，利用前述的形狀之凸狀突起2 2爲 光取出機構2 1之效果，形成從導光體1 1所射出7 4 % 的光束射出到光反射薄板1 7側之適用於本發明的導光體 〇 使用以第6圖所示的形狀且頂點線平行配列之平行直 線狀傾斜反射面1 9 a爲基本單元1 9之光反射薄板1 8 作爲光反射薄板。間隔爲1 〇 〇 // m，反射層（面）使用 銀的濺射層，在此銀濺射層表面披覆丙烯樹脂。傾斜反射 面1 9 a的傾斜角度爲2 7度，經由光反射薄板1 8，將 從凸狀突起2 2所形成之光取出機構2 1所得到之導光體 1 1射出到光反射薄板1 8側之光線轉換方向，而形成朝 導光體1 1的法線方向射出光線之光學系。 光源1 3使用管徑爲2 · 0 // m之冷陰極管，經由變 頻器高頻作動，在導光體1 1的光射出面1 5正上面配置 披覆混合4 2%圓珠之丙烯圓珠所形成之光擴散薄板4 7 ，而形成面光源裝置。管電流爲6 m A，利用亮度測定裝 置測定面內2 5點的平均亮度之結果：平均亮度爲1 820nit ，確認亮度性能及亮度不調和都是作液晶顯示面板的背光 光源能充分實用之光學特性。 另則，由於若爲通常則不使用配置2片之稜鏡薄板， 因而減少雜物混入到薄板之間，組裝性極良好；進而由於 沒有過多的薄板，因而形成輕薄的面光源裝置。另外，利 用光反射薄板1 8的效果，也除去過去的面光源裝置發生 ，必須採取特別的對策之出現在光源近旁的輝線。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -53- -----Mr--叫·I衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（51 ) (實施例6 ) 使用45 · 037 · Omm，厚度爲1mm之丙烯板 ，在角落下部配置由白色L E D所形成之線狀光源1 3， 隨著離開配置有光源1 3的角落部而朝一軸方向相對地加 大長度進行圖案處理之開口部形狀爲菱形的凸起2 0 a形 成在導光體11上。第3 1 (b)圖中表示凸狀突起 2 2的擴大圖。 凸狀突起2 2的深度h爲2 7 · 0 // m，面對與線狀 光源1 3垂直的方向之斷面時凸狀突起2 2的最小開口寬 度Wmi η爲3 1 · 0//m。此處，用於形成凸狀突起 2 2的模具係與實施例1、2同樣地，將電極蒸鍍到經過 圖案處理的玻璃板上，以此爲主體經由鎳電冶而形成。 在未設置導光體1 1的凸狀突起2 2所形成的光取出 機構2 1側，形成更加提高導光體1 1的聚光性，頂角 9 0度，間隔爲5 0 # m之稜鏡陣列3 4，該棱鏡陣列的 頂點線被配置成與配置有白色L E D光源的側端部成垂直 〇 也是導光體1 1的光取出機構2 1之凸狀突起2 2設 置在配置有光反射薄板1 8側，利用以前述過的形狀之凸 狀突起2 2設爲光取出機構2 1之效果，而形成從導光體 1 1所射出7 2 %的光束射出到光反射薄板1 8側之適用 於本發明的導光體。 使用以第9圖所示的形狀且凹面鏡狀的反射面1 9 a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -54 - -----Hl·--fI ^^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（52 ) δ又爲基本單兀之光反射薄板1 8作爲光反射薄板。凹面鏡 部的最大口徑爲7 0 // m，反射層（面）使用銀的濺射層 ’在此銀濺射層表面披混入圓珠的丙烯樹脂。傾斜反射面 1 9 a的傾斜角度α爲2 4度，經由光反射薄板1 8將從 利用凸狀突起2 2所形成的光取出機構2 1所得到之導光 體1 1射出到光反射薄板1 8側的光線轉換方向，而形成 朝導光體1 1的法線方向射出光線之光學系。 光源使用外形爲2·0x3.〇xl·6mm之片狀 的白色L E D，以直流電壓3 · 3 V作動，而形成以白色 L E D爲光源之面光源裝置。利用亮度測定裝置測定面內 5點的平均亮度之結果：得到平均亮度爲4 3 0 n i t ， 確認作爲攜帶型液晶顯示面板的背光光源能充分實用之光 學特性。 另外’由於未使用通常所使用稜鏡薄板，因而組裝性 極良好；進而由於沒有過多的薄板，因而形成輕薄的面光 源裝置。另外，利用披覆在光反射薄板1 8表面的丙烯圓 珠之效果，改良照明光的閃爍，因而即使在導光體1 1正 上面配置液晶面板也能形成耐用之構造極簡單的面光源裝 置。 (實施例7 ) 針對實施例5之面光源裝置，變更圖案而成爲相同形 狀的凸狀突起2 2隨著離開線狀光源而加大分布密度之第 2 0圖所示的圖案形狀。使用凸狀突起2 2的深度h爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 55 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A7 B7 五、發明説明（53 ) 50//m，最小開口寬度Wmi η爲55//m，最大開口 寬度Wm a X爲5 5 //m之開口部形爲正方形的凸狀突起 〇 經由使用前述過的圖案形狀，如第3 2 ( c )圖所示 提高選擇性將光射出到光反射薄板1、8的能力，而形成從 導光體1 1所射出8 8 %的光束射出到光反射薄板1 8側 之極適用於本發明的導光體。面內2 5點的平均亮爲 2 1 5 0 n i t ，與實施例2同樣地，面光源裝置的實用 性極高。 〔產業上利用的可能性〕 本發明的面光源裝置，例如針對個人電腦用的顯示器或 電視用的液晶顯示裝置都能適合作爲背光光學系使用。 I - •-· - 11- .....; I 1 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -56 -

Claims (1)

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   々、申請專利範圍 ........ 第901 16799號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年3月24日修正 1·一種面光源裝置，其特徵爲： 包含：一表面設爲光射出面之導光體、及設在此導光 體之光取出機構、及配置在前述導光體的側端部之光源、 以及配置在與前述導光體的前述光射出面相對向的面側之 光反射薄板等， 前述光取出機構爲將由前述導光體射出至少7 5%以 上的光線射出到光反射薄板側之機構，且以配置被設置在 與前述導光體的前述光射出面相對向的面側之多數個凸狀 突起構成之圖案所形成， 在前述導光體的至少一方的表面，隔著低於5 0 0 // m的間隔設置波浪板狀的凹凸，且前述波浪板狀的凹凸頂 點線朝向與前述光源所配置的前述導光體側端部幾乎成垂 直的方向， 前述光反射薄板係以排列多數個傾斜反射面所構成之 大致相同及/或大致相似形狀的基本單元來形成，並且在 前述光反射薄片的表面形成由金屬物質所構成的反射層， '而在此反射面上設置透明絕緣性物質之披覆層。 2 ·如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中，當 此光源作動之際從前述導光體的前述光射出面所射出之射 出光和與前述光源所配置之前述導光體的前述側端部表面 成直角的方向所形成之射出角度分布的最大角度與前述光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） λ -裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 557344 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 射出面的法線（垂直線）土在1 5度以內，射出角度分布 的一半値之範圍在± 3 0度以內。 3·如申請專利範圍第1或2項之面光源裝置，其中 ，前述反光薄板係以隔著低於5 0 0 0 // m的間隔排列多 數個傾斜反射面所構成之大致相同及/或大致相似形狀的 基本單元來形成的。 4 .如申請專利範圍第3項之面光源裝置，其中以前 述凸狀突起的深度h及最小開口寬度W m i η所定義之値 h/Wmin爲高於〇·5。 5 .如申請專利範圍第4項之面光源裝置，其中，前 述金屬物質爲銀或鋁，前述透明絕緣性物質之披覆層由電 阻率高於1 . Ο X 1 0 6 Ω · c m的透明物質所形成。 6 .如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中，由 前述透明絕緣性物質所形成之前述披覆層的表面爲平滑面 〇 7 .如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中在前 述披覆層的平滑表面設置印刷圖案。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

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