TWI225954B - Image-display device and front light - Google Patents

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1225954 五、發明說明（1) 【發明所屬技術領域】 本發明係有關影像顯示裝置及前光源，特別是有關於在 對比上爲相當優越影像之反射型影像顯示裝置、以及用於 該影像顯示裝置之前光源。 【習知技術】 第1圖所示之槪略斷面圖係爲過去習知之反射型液晶顯 示面板2之構造。此種反射型液晶顯示面板2係將液晶層 6夾入於2片玻璃基板4、5之間而進行密封之物，在裏面 側之玻璃基板5表面上係設有反射板7，而在表面側之玻 璃基板4上係因應需要而配置有偏光板（圖中未示）。因 而，若藉由此種反射型液晶顯示面板2，便可將已反射來 自太陽或室內照明等外部光線8之光進行調變、用以使其 顯示影像。亦即，在形成開啓（ON (顯示狀態））之圖素 中，已射入至液晶顯示面板2之外部光線8係通過液晶層 6而到達反射板7，以反射板7所反射之外部光線8係再 次通過液晶層6而被射出至液晶顯示面板2前方，而由觀 察者所辨識。相對於此，在形成關閉（OFF (非顯示狀態 ))之圖素中，即使已射入液晶顯示面板2之外部光線8 通過液晶層6而到達反射板7，以反射板7所反射之反射 光係被液晶層6吸收、或是使偏光方向旋轉90°而被偏光 件所遮蔽等不會朝液晶顯示面板2前方射出。其結果，藉 由圖素之開啓、關閉之分布（光調變）而產生影像。 液晶顯示面板2係如上述爲利用外部光線（陽光、室內 1225954 五、發明說明（2) 照明等）而產生影像’因此’在無外部光線之昏暗場所中 係無法產生影像，爲可在昏暗場所下亦可觀看反射型液晶 顯示面板而必須由前方照明液晶顯示面板。 因此，如第2圖所示，藉由將前光源3設置於反射形液 晶顯示面板2之前面以作爲反射型液晶顯示裝置1 ’而呈 即使在昏暗場所下亦可產生影像。在用於第2圖之反射型 液晶顯示裝置1之前光源3方面，在由聚碳酸酯樹脂或甲 基丙烯樹脂等透明且折射率極大之樹脂所形成之導光板1 〇 的表面上成形有斷面爲三角波狀之光學圖型11，而在對向 於導光板1 〇端面（係此稱之爲光射入端面1 2 )之位置上 ，係沿著該光射入端面1 2而配置有光源1 3。 也因此，在點亮光源13後，如第2圖所示，由光源13 所射出之光1 4係由光射入端面1 2而射入至導光板1 0內 部，一面在導光板10之表面與裏面間重複進行全反射， 一面則由靠近於光源1 3之側而傳播至較遠側。在此途中 ，以導光板10之光學圖型11而略朝垂直方向射之光14 係通過導光板10之裏面而自導光板10之裏面所射出。如 此，由導光板10之裏面之約略全面呈均勻射出之光14係 照明液晶顯示面板2，即使在昏暗場所亦可產生影像。此 外，以液晶顯示面板2所反射而返回之光14係透過導光 板1 〇而使觀察者得以辨識。 另外，作爲使封閉於導光板內之光自導光板裏面而射出 之光學圖型，並不限於如上述之三角波狀物，亦可爲形成 1225954 五、發明說明（3) 於導光板表面之V溝狀圖型或突出於導光板裏面之斷面爲 矩形之圖型等。 第3圖所示之圖面係爲用以說明用於反射型液晶顯示裝 置之光源之構造。該光源13係爲，設有如發光二極體般 地發光元件1 6，爲使對向於呈透明且由光折射率之樹脂所 形成之光棒1 5兩端；將光棒1 5之下面及背面以反射構件 1 7 (此係兼用光棒1 5之固定支持器）覆蓋的同時，以擴 散板1 8覆蓋光棒1 5之前面。該光源1 3係以與導光板1 0 之光射入面端面1 2對向般地沿著光射入端面1 2而配置。 在此種光源13中，由發光元件16所射出之光係由光棒15 之兩端面進入至光棒1 5內，藉由以反射構件1 7所進行之 反射而在光棒1 5內傳遞，且逐漸由光棒1 5前面射出。如 此，由光棒15前面呈略均勻而所射出之光係以擴散板18 擴散後，進入至導光板1 0之光射入端面1 2。 此外，第4圖所示之圖面係爲說明用於反射型液晶顯示 裝置之其他構造之光源。該光源13係爲，沿著導光板1 0 之光射入端面12、且並列複數或多數之發光元件16,將 由各發光元件16所射出之光導入至導光板10內。 如上所述，被導入至導光板10內部之光14係爲，一面 在導光板10之表面與裏面間重複進行全反射、一面在導 光板10內傳遞，如第5圖所示，以光學圖型1 1之斜面所 反射、且朝向導光板10之裏面，通過導光板10之裏面而 照射液晶顯示面板2。抑或在通過光學圖型11之一方斜面 1225954 五、發明說明（4) 後，通過對向之他方斜面而再度進入至導光板10之內部 ，接著以光學圖型11反射、而朝向導光板10之裏面，通 過導光板1 0之裏面而照明液晶顯示面板2。 如上所述，來自光源1 3而被導引至導光板1 0之光係爲 ，在以擴散板1 8擴散後被導入至導光板1 0，或是使由各 發光元件16所射出之光直接導入至導光板10，因而增大 光之散發程度。亦即，如第3圖或第4圖所示，將導光板 1 0之光射入端面1 2之長度方向設爲X軸，將與光射入端 面12垂直之方向設爲y軸，將導光板10之厚度方向設爲 z軸後（以下，係使用同樣地定義X軸、y軸、z軸。）， 於導光板10之內部中，由導光板10上面所見（xy面內之 )光指向性係如第6圖（a)所示而於X軸方向上擴散，由 導光板1 0側面所見（y z面內之）光指向性亦如第6圖（b ) 所示而於X軸方向上擴散。從而，由導光板10之裏面所 射出之射出光指向性亦如第6圖（c )、（ d )所示而於X軸方 向上擴散。在此，第6圖（c )係爲將射出光由導光板1 〇側 面所見（yz面內之）指向性，第6圖（d)係爲將導光板由 光射入端面1 2側所見（zx面內之）指向性。 【發明所欲解決之問題】 針對於反射型液晶顯示裝置之構造雖如上所述，不過， 有關此種反射型液晶顯示裝置係爲要求光利用效率與對比 性能，其要求亦進一步普及於反射型液晶顯示裝置，隨著 擴大利用範圍而造成逐漸趨近嚴厲之要求。接著，便針對 1225954 五、發明說明（5) 此種光利用效率與對比而就其現狀與要求水準進行說明。 (有關於光利用效率） 首先’針對光利用效率進行說明。液晶顯示裝置係爲， 多使用於如行動電話之行動終端或行動電腦等。在該等行 動用機器中，爲了持有較長之電池驅動時間而要求消費電 力之減低。爲了減少消費電力，減少元件或電路之消費電 力亦爲重要，不過，光利用效率之提昇亦形成爲重要之要 素。藉由提昇光利用效率，不致降低液晶顯示裝置之畫面 亮度而可抑制光源之能量，藉此而可減低消費電力。 相較於透過型液晶顯示裝置，反射型液晶顯示裝置之最 大優勢係爲在低消費電力。在透過型液晶顯示裝置中形成 爲消費電力之最大構成要素的光線（後光源）係無須形成 爲在具有外光之場所。因此，在要求低消費電力之行動用 機器中，係擴大反射型液晶顯示裝置之利用。 然而，即使在如上所述之反射型液晶顯示裝置中，在昏 暗處亦必須點亮背光源，而減退在反射型液晶顯示裝置中 無須背光源之效果。因此，即使在反射型液晶顯示裝置中 ，係要求更低消費電力之明亮背光源，進而造成必須更爲 提昇光利用效率。 在此，在判斷現行之反射型液晶顯示裝置之原理後，在 將反射型液晶顯示裝置使用在屋外的情況下，係以使用作 爲外光之來自陽光之光（平行光）的情況爲多。此種外光 係因使用組裝有液晶顯示裝置之機器的場所或時間爲不特 1225954 五、發明說明（6) 定，因此，隨著場所或時間的不同而造成射入液晶顯示裝 置之外光方向並非爲一定，亦使得來自液晶顯示裝置之反 射光方向亦各有不同。 然而，最容易見到液晶顯示裝置、或是辨識頻度最高的 方向係爲，將垂直於液晶顯示裝置畫面之方向作爲中心之 ± 1 0 °至± 20 °附近之方向。藉此，在使反射型液晶顯示 裝置之辨識性爲良好者，無關於外光方向，而必須要使光 朝垂直於畫面之方向反射，因此，如第7圖（a)所示，藉 由以反射板7使光8擴散反射來增廣視角，以呈經常地由 約略垂直於畫面之方向而可見到影像。不過，藉由反射板 7之光的擴散過大後，光便會過擴散過廣而造成液晶顯示 裝置之整體畫面變得昏暗。因此，通常係如第7圖（b )所 示，將垂直於畫面之方向作爲中心、而使截至± 20 °至土 30°之程度爲止之光擴散者係爲適當。 由此種背景來看，在點亮前光源3時，亦會有在將反射 光返回垂直於液晶顯示裝置畫面之方向中，如第8圖（a) 所示，必須將前光源之射出光角度z·在對於液晶顯示面板 之垂線爲20 °至30 °以內射出。藉此，以較大角度τ所射 出之光係如第8圖（b )所示，因呈傾斜反射故而造成損耗 〇 從而，在提昇影像顯示裝置之光利用效率的情況下，並 非單純地僅提昇來自導光板之光所射出的比例，亦必須考 慮到將垂直於液晶顯示裝置之畫面的方向作爲中心、在土 1225954 五、發明說明（9) f resnel )反射，造成使干擾光亦擴散在垂直於畫面之方 向上而減低對比。藉此，如該實施例所示，係以不在影像 顯示面板表面上實施防眩光處理，而爲使光呈正反射光般 者爲佳。不過，在欲抑制藉由外光之反射的情況下，係以 將不致擴散之AR塗覆實施於影像顯示裝置上爲佳。 在本發明之第1影像顯示裝置之其他實施例中，通過前 述前光源、垂直射入前述影像顯示面板之光的反射光指向 性係爲，具有與在該垂直方向中之極大値呈其他方向的極 大値，反射光指向性取得極大値之前述方向、以及與垂直 於前述影像顯示面板方向之形成角度係爲，具有接近於由 前述前光源之光射出面所射出之光的射出光強度取得極大 値之方向、以及與垂直於前述影像顯示面板方向之形成角 度。從而，以外光所產生之干擾光與以前光源所產生之干 擾光係被射出至相同方向，並且，影像係在垂直於影像顯 示面板之方向上形成極大之對比，因此，即使在藉由外光 的情況下、或是使用前光源之情況下，以可獲得良好之畫 質。 此外，影像顯示面板之反射光指向性、以及擴散特性係 爲在垂直方向以外處具有極大値，且其方向係爲，倘若與 取得前光源之射出光強度之極大値的方向爲略呈相同角度 時，則在垂直於晝面方向之影像亮度便會維持成較大値。 若藉由如此來製作配合前光源之射出光的液晶顯示面板之 擴散特性，便可提升反射型影像顯示裝置之特性。將此作 -11- 1225954 五、發明說明（1〇) 爲標準，若各前光源之射出光強度之極大値方向間的角度 爲2 0 a時，則顯示面板之擴散特性之極大値間的角度2 0 L便以形成0a至36>a之角度爲佳。 有關本發明之第2影像顯示裝置係爲，在一種由反射型 影像顯示面板與配置在該反射型影像顯示面板前面之前光 源所形成之影像顯示裝置中，其特徵在於，由垂直於前述 前光源之方向所見，在前述前光源內之各位置上，將前光 源內之光的行進方向聚合呈略爲相同之方向，在與該光行 進方向垂直之斷面內，藉由前光源而將前述反射型影像顯 示面板之影像對比提高呈高於垂直於前光源之方向，對於 該垂直方向係在10°以上30°以下之範圍內具有至少1個 對比之極小値。 有關本發明之第2影像顯示裝置係爲，在光行進方向中 之垂直斷面內，中央的對比係形成較高者。亦即，因爲藉 由前光源而使得前述反射型影像顯示面板之影像對比提高 呈高於垂直於前光源之方向，因此，在影像顯示裝置之正 面係可容易觀看到畫質良好之影像。 爲了不致使影像或畫質之對比降低，係以不致使任何干 擾光射出至前光源之表面側（與影像顯示面板相反方向） 者爲佳。不過，通常係在將垂直於液晶顯示裝置畫面之方 向作爲中心之所定視野範圍內觀看畫面，因此，實際上即 使在光外漏至前光源之表面側的情況下，亦可判斷極力抑 制被射出該範圍內之干擾光、以使得由前光源之表面所射 •12- 1225954 五、發明說明（11) 出之光的方向可形成於在此範圍之外者即可。在有關本發 明之影像顯示裝置中，對於垂直於前光源之方向，係在1 〇 °以上30 °以下之範圍內具有至少1個對比之極小値，因 此係使干擾光聚集在該方向，而難以因干擾光而造成正面 影像之對比減低。特別是當對比在最小方向爲對於垂直方 向而形成1 0 °以下後，正面影像之對比係減低、且畫質減 低（參照第7圖（b))。此外，當對比之極小値形成爲30 °以上後，因被射出至正面之影像之光亦會減少，故而造 成正面影像之對比減低。從而，對於垂直於前光源之方向 ，若在10°以上30°以下之範圍內具有至少1個對比之極 小値時，則可實現良好之對比。 有關本發明之第3影像顯示裝置係爲，在一種由反射型 影像顯示面板與配置在該反射型影像顯示面板前面之前光 源所形成之影像顯示裝置中，其特徵在於，在前述前光源 之約略任意處上，在垂直於該處以及與光源連結之方向的 平面上，於該處上藉由前光源之光而產生之前述反射型影 像顯示面板之影像的對比係高於垂直於前光源之方向，對 於垂直於前光源之方向，係在10°以上30°以下之範圍內 具有至少1個對比之極小値。 有關本發明之第3影像顯示裝置係爲，由垂直於前述前 光源之方向所見，爲使中央之對比形成爲較高者。亦即， 因爲藉由前光源而使得前述反射型影像顯示面板之影像對 比提高呈高於垂直於前光源之方向，因此，在影像顯示裝 -13- 1225954 五、發明說明（12) 置之正面係可容易觀看到畫質良好之影像。此外，對於垂 直於前光源之方向，在10°以上30°以下之範圍內具有至 少1個對比之極小値，故而使干擾光聚集在該方向，而難 以因干擾光而造成正面影像之對比減低。在此，當對比係 將最小方向對於垂直方向爲形成10°以下後，正面影像之 對比係減低、且畫質減低。此外，當對比之極小値形成爲 30°以上後，因被射出至正面之影像之光亦會減少，故而 造成正面影像之對比減低。從而，對於垂直於前光源之方 向，若在1 0 °至30 °之範圍內具有至少1個對比之極小値 時，則可實現良好之對比。 有關本發明之第1前光源，係爲一種前光源，爲具備有 光源與導光板、且配置在反射型影像顯示面板前面，其特 徵在於，在包含垂直於前述導光板之光射出面方向之至少 1個平面內，來自以前述光源所照射之前述導光板之光射 出面所射出之光的射出光強度，係夾持垂直於導光板之光 射出面之方向，且於其兩側具有至少1個個地極大値。 在有關本發明之第1前光源中，由導光板之光射出面所 射出之光的射出光強度係因夾持垂直於導光板之光射出面 之方向、且於其兩側具有至少1個個地極大値，因此即使 導光板內之光遭到導光板之被照射物側之表面所反射，係 可減少被射出至垂直於前光源之方向的干擾光，而在一倂 使用反射型影像顯示裝置的情況下，係可提升由正面所見 之影像對比、而可獲得良好之畫質。 -14- 1225954 五、發明說明（彳3) 有關本發明之第1前光源的實施例係爲，具有由前述導 光板之光射出面所射出之光的最大値之方向角度係爲，因 形成爲小於作爲被照射物之影像顯示裝置之反射擴散角度 ，故干擾光之射出方向對於垂直於前光源之方向係形成爲 較大角度、且減少朝向於正面之光，其結果，係可抑制正 面之對比減低。不過，即使干涉光之射出角度並不接近於 垂直方向仍可減低對比。藉此，係以將垂直於導光板之光 射出面之方向、以及由該光射出面所射出之光的射出光強 度形成極大値之方向之間所形成的角度呈1 0 °以上3Ό °以 下者爲佳。 有關本發明之第2前光源係爲，一種前光源，爲具有： 光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封閉 面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反射 之光朝觀察者側透過；其中由垂直於前述導光板之方向所 見，在前述導光板內之各位置上，導光板內之光的行進方 向係被聚合呈略爲相同方向，且在垂直於該光行進方向之 平面中，朝被照射物側所射出之光指向性具有最大値之方 向係對於垂直於導光板之方向，具有10°以上30°以下之 角度。 有關本發明之第2前光源係爲，例如爲使用線狀光源或 點光源、且導入在導光板內聚合呈一方向之光，在該前光 源中，在垂直於該光行進方向之平面中，被射出至被照射 物側（例如，液晶顯示面板側）之光指向性具有最大値之 -15- 1225954 五、發明說明（14) 方向，係形成爲對於垂直導光板之方向爲具有10°以上 30°以下之角度，因此，在一倂使用反射型影像顯示面板 的同時，係可使正面影像之對比呈現良好狀態。 在有關本發明之第2前光源的實施例中，在導光板之光 射出面或是其相反側面上，係形成有用以使導光板內之光 藉由反射或折射而由光射出面射出之凹凸圖型，由垂直於 該光射出面之方向所見，係將前述凹凸圖型對於在導光板 內垂直於光行進方向之方向呈傾斜配置。從而，聚集在導 光板內之一方向上而被導入之光係藉由以凹凸圖型所反射 而對於垂直方向形成爲具有10°以上30°以下之角度。 有關本發明之第3前光源係爲，一種前光源，爲具有： 光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封閉 面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反射 之光朝觀察者側透過；其中由垂直於前述導光板之方向所 見，在前述導光板內之各位置上，導光板內之光的行進方 向係被聚合呈略爲相同方向，且在垂直於該光行進方向之 平面內，將朝觀察者側所射出之光指向性形成爲最大値之 方向、以及朝被照射物側所射出之光指向性形成爲最大値 之方向不致形成爲一致。 有關本發明之第3前光源亦例如爲使用線狀光源或點光 源、且導入在導光板內聚合呈一方向之光，且因將朝觀察 者側所射出之光指向性形成爲最大値之方向、以及朝被照 射物側所射出之光指向性形成爲最大値之方向（以逆向狀

-16- 1225954 五、發明說明（15) 態）不致形成爲一致，故在照射被照射物、且以被照射物 所反射後，於朝觀察者側所射出之光（影像）指向性形成 最大之方向上，係不易產生直接朝觀察者側射出之干擾光 ，而可將在指向性形成最大之方向所見之影像對比呈現爲 良好狀態。 有關本發明之第3前光源的實施例係爲，在前述導光板 之光射出面或是其相反側面上，係形成有用以使導光板內 之光藉由反射或折射而由光射出面射出之射出圖型面、以 及使光射出至觀察者側之干擾光產生面，由垂直於該光射 出面之方向所見，亦可將前述射出圖型面與干擾產生面呈 相互傾斜。亦即，射出圖型面係藉由該傾斜而將光朝被照 射物側射出，而干擾產生面係藉由該傾斜而將光朝觀察者 側射出。 有關本發明之第4前光源係爲，一種前光源，爲具有： 光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封閉 面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反射 之光朝觀察者側透過；其中在前述導光板之光射出面或是 其相反側面上，係形成有用以使導光板內之光反射或折射 之凹凸圖型，由垂直於前述導光板之方向所見，在前述導 光板內之各位置上，導光板內之光的行進方向係被聚合呈 略爲相同方向，且於垂直於該光行進方向之平面內，將透 過藉由前述凹凸圖型所反射之導光板之被照射物側之表面 之光指向性形成爲最大値之方向、以及藉由導光板之被照 -17- 1225954 五、發明說明（16) 射物側之表面而再度反射、且朝觀察者側射出之光指向性 形成爲最大値之方向不致形成爲一致，並且，在垂直於前 述光行進方向之平面內，藉由凹凸圖型而使射出至觀察者 側之光指向性形成爲最大値之方向、以及朝被照射物側所 射出之光指向性形成爲最大値之方向不致形成爲一致。 有關本發明之第4前光源係爲，例如爲使用線狀光源或 點光源、且導入在導光板內聚合呈一方向之光，且因朝觀 察者側所射出之光指向性形成爲最大値之方向、以及朝被 照射物側所射出之光指向性形成爲最大値之方向（以逆向 狀態）不致形成爲一致，故以凹凸圖型所反射之導光板之 被照射物側之表面而再度反射且射出至觀察者側之干擾光 ，係難以被射出至照射被照射物、在以被照射物反射後射 出至觀察者側之光（影像）指向性形成爲最大之方向上， 而可將在指向性形成最大之方向所見之影像對比呈現爲良 好狀態。再者，在垂直於光行進方向之平面內，藉由凹凸 圖型所反射而朝觀察者側射出之干擾光係與朝被照射物側 所射出之光指向性形成爲最大値之方向（以逆向狀態）不 致形成爲一致，因此，係難以被射出至照射被照射物、在 以被照射物所反射後射出至觀察者側之光（影像）的指向 性形成爲最大之方向上，而可將在指向性形成最大之方向 所見之影像對比呈現爲良好狀態。 在有關本發明之第4前光源的實施例中，於導光板之被 照射物側上形成折射率爲低於導光板之層，在垂直於前述 -18- 1225954 五、發明說明（17) 光行進方向之平面所見，導光板與前述低折射率層之間的 交界面係呈平坦，且前述低折射率層與空氣之間的交界面 亦可形成爲緩緩傾斜之凹凸狀。若藉由此種實施例’自前 光源射出後，以低折射率層與空氣之間的交界面反射而形 成干擾光之光，係爲在垂直於光行進方向之平面上對於垂 直於畫面之方向爲呈傾斜射出，因此’係難以與影像之光 重合，而可提升正面影像之對比。 有關本發明之第5前光源，係爲一種前光源，爲具備有 :光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封 閉面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反 射之光朝觀察者側透過，其特徵在於，由垂直於前述導光 板之方向所見，導光板內之光的行進方向係聚合呈略爲多 數之方向。 有關本發明之第5前光源係爲，因將導光板內之光的行 進方向聚合在略爲多數之方向，藉由將凹凸圖型對於各光 之行進方向呈傾斜配置、任何光在以凹凸圖型反射後，以 導光板之光射出面所反射、形成干擾光的情況下，可朝傾 斜方向射出，而可防止正面影像之對比的降低。 有關本發明之第6前光源係爲，一種前光源，爲具備有 :光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封 閉面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反 射之光朝觀察者側透過，其特徵在於，將光吸收裝置設置 在前述導光板外周面中之至少一部份。 -19· 1225954 五、發明說明（18) 在有關本發明之第6前光源中，因在導光板外周面中之 至少一部份上設有光吸收裝置，故到達至導光板外周面之 光源之光係以導光板外周面反射而可防止其形成干擾光’ 並可防止因干擾光所造成之影像對比的減低。 有關本發明之第7前光源係爲，一種前光源，爲具備有 :光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封 閉面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反 射之光朝觀察者側透過，其特徵在於，在前述導光板外周 面中之至少一部份上，設有將到達於導光板外周面之光朝 導光板外部射出之裝置。 在有關本發明之第7前光源中，因在導光板外周面中之 至少一部份上設有使光朝外部射出之裝置，故到達至導光 板外周面之光源之光係以導光板外周面反射而可防止其形 成干擾光，並可防止因干擾光所造成之影像對比的減低。 有關本發明之第8前光源係爲，一種前光源，爲具備有 :光源；以及導光板，係封閉來自前述光源之光、且呈封 閉面狀擴散而使其朝被照射物側射出，使以被照射物所反 射之光朝觀察者側透過，其特徵在於，在導光板之光射出 面或是其相反側面上，係形成有藉由凹凸圖型之成形而使 導光板內之光反射或折射，形成前述導光板時之澆口位置 (gate position)係配置呈夾持前述凹凸圖型所形成之 區域、且與光源呈相反側。 在有關本發明之第δ前光源中，因形成前述導光板時之

•20- 1225954 五、發明說明（19) 澆口位置係配置呈夾持前述凹凸圖型所形成之區域、且與 光源呈相反側，故在導光板成形時，樹脂係由遠離光源之 側朝向光源側所注入。其結果，在導光板之凹凸圖型上， 於靠近光源側所產生、且以凹凸圖型反射之干擾光係難以 朝觀察者側射出，而可提升影像之對比。 此外，本發明之上述說明之構成要素係可在可能的範圍 下進行組合。 【本發明較佳實施例之詳細說明】 (第1實施例） 第9圖所示之分解立體圖係爲本發明一實施例之反射型 液晶顯示裝置41之構造。此種液晶顯示裝置41係爲，在 反射型液晶顯示面板42之前面側配置有前光源3 1。反射 型液晶顯示面板42係爲在表裏之玻璃基板43、44之間夾 入有液晶層5，且於裏面側之玻璃基板44之前面設有光擴 散用之反射板46。此外，前光源31係由導光板32、光源 33及菱狀薄板34所構成。 光源33係，將點光源轉換成線狀光源而射出光者，且 由發光二極體等發光元件35、呈楔型之光線導引件36、 正反射板37所構成。發光元件35係配置呈對向於光線導 引件36之端面，正反射板37係配置呈對向於光線導引件 36背面之傾斜面。 於是如第10圖所示，在該光源33中，在由發光元件35 射出光L1後，由發光元件35所射出之光L1係由光線導 -21 - 1225954 五、發明說明（2〇) 引件36之端面進入至光線導引件36內，在光線導引件36 之前面與背面之間一面重複進行全反射、一面進入至光線 導引件36之前端側。此外，由光線導引件36之背面洩漏 至外部之光L1係以正反射板37所正反射，而再度回到光 線導引件36內部。如此，在光線導引件36內部傳播光L1 時，每次以光線導引件36之背面反射、射入至光線導引 件36前面之光L1之射入角係逐漸縮小，且當射入至光線 導引件36前面之光L1之射入角小於全反射之臨界角時， 到達於光線導引件36前面之光L1係由光線導引件36前 面射出。其結果係如第10圖所示，來自光線導引件36前 面之略爲整體係呈略呈均勻狀，對於光線導引件36前面 ，爲使光L1射出呈傾斜於朝向形成角度α之方向。 第11圖所示，係當光源33前面（或是光線導引件36 前面）形成角度爲α時，朝α (0<α<180° )之方向所 射出之光之強度分布圖。由第1 1圖可得知，由光源3 3所 射出之光係具有30 °以內之狹窄指向性，且可得知對於光 線導引件36前面係朝略呈α = 10°至40°之方向。 該光源33係被配置呈將菱狀薄板34夾於中間、用以使 其對向於導光板32之端面（光射入端面38)，而使光線 導引件36之前面、菱狀薄板34、以及導光板32之光射入 端面38呈平行狀。 菱狀薄板34係爲，將斷面爲三角型菱狀之圖型沿光源 33之長度方向反覆配列者，藉由各圖型之菱狀作用而使通 -22- 1225954 五、發明說明（21) 過之光線偏向。如此，具有狹窄指向性、且由光源3 3之 前面所射出之光L1係在通過菱狀薄板34時受到折射作用 ，如第1 0圖所示，朝對於菱狀薄板34略呈垂直之方向射 出，由光射入端面38朝導光板32內射入。從而，即刻由 光射入端面38朝導光板32之內部射入後之光L1係如第 12圖（a)所示，在導光板32之寬度方向（第12圖之X軸 方向）上係具有狹窄指向性，且如第1 2圖（b )所示，在導 光板32之厚度方向（第12圖之z軸方向）上係具有更寬 廣之指向性。 導光板32係藉由聚碳酸酯樹脂或甲基丙烯樹脂等透明 且折射率高之樹脂所形成，在其表面（觀察者側之表面） 上，係形成多數之光學圖型39之孔槽，係爲將一對斷面V 溝狀之光學圖型39呈八字型並列者。第13圖（a)之立體 圖係爲顯示設於導光板32上面之光學圖型39之形狀。光 學圖型39係如第14圖（a)之斷面所示，斷面係呈V溝狀 ，形成爲由光源33而增大較遠側斜面（以下’稱爲再射 入面）5 1 b之傾斜角、且縮小靠近於光源3 3斜面（以下’ 稱爲射出圖型面）5 1 a之傾斜角。此外’在平面所見’各 光學圖型39係對於光射入端面38僅傾斜/9，各相鄰接之 光學圖型39係呈逆向傾斜，且整體形成八字型或楔型。 光學圖型39係可如第13圖（a)所示之連續狀，亦可設置 成如第9圖所示之不連續或是分散狀者亦無妨。 不過，由光源33射入至導光板32之光L1在到達至斷 -23- 1225954 五、發明說明（22) 面呈V溝狀之光學圖型39之射出圖型面51a後，如第14 圖（a)、（b)、（c)所示，射入至射出圖型面51a之光L1係 以該射出圖型面51a進行全反射、且朝向導光板32之裏 面側。朝向導光板32裏面側之光L2係在透過導光板32 之裏面後，射入至反射型液晶顯示面板42、照明反射型液 晶顯示面板42。相對於此，以光學圖型39之射出圖型面 51a所反射、且朝向導光板32裏面側之光係在以導光板 32之裏面所反射後，所反射之光L3便自導光板32之表面 射出而形成干擾光L3。 然而，將藉由導光板32之裏面所反射之干擾光L3自y 軸方向所見時，由導光板32之表面所射出之干擾光L3之 方向，其傾斜係形成爲大於習用之導光板32。現在，將以 光學圖型39反射後之光的動作顯示於第14圖（a)、（b)、 (c)。第14圖（a)所示係將導光板32由側面所見之yz平 面之狀態，第14圖（b)所示係由與光射入端面38垂直方 向所見之zx平面之狀態，第14圖（c)所示係將導光板32 由表面側所見之xy平面之狀態。光L1在以光學圖型39 之射出圖型面51a反射後，以導光板32之裏面反射、將 自表面射出之干擾光L3由y軸方向所見的情況下，因光 學圖型39係傾斜呈八字型，故如第14圖（a)、（b)、（c) 所示，以光學圖型39之射出圖型面51a所反射之光係爲 ，對於豎立在導光板32裏面之垂線爲形成r角度、朝斜 下方傾斜而反射。其結果，以導光板32之裏面所反射之 -24- 1225954 五、發明說明（23) 光亦僅傾斜T，由導光板32之表面所射出之干擾光L3亦 形成由垂直於畫面之方向僅傾斜r。 第1 5圖所示係上述液晶顯示裝置之特性。第1 5圖（a ) 所示圖式，係以前光源3 1之光學圖型39所反射、且朝向 導光板32裏面之光之射出光強度的角度分布。第15圖（b) 至（e)均爲對應於第15圖（a)之射出光強度分布特性之特 性，其中，第15圖（b)所示係以導光板32之裏面所反射 、朝向導光板32表面之干擾光L3之光強度分布，第15 圖（c )所示係液晶顯示面板42之光擴散特性，第1 5圖（d ) 所示係由照射至前光源3 1之液晶顯示面板42所射出之光 L2之射出光強度分布。此外，第1 5圖（e )係爲在點亮前光 源31時之S/N比（畫質之對比），爲在以液晶顯示面板 42反射後射出至前面側之影像之光L2、以及以導光板32 之裏面所反射、且朝前面側射出之干擾光L3之比。 於點亮液晶顯示裝置41之前光源3 1時（無外光）之對 比係爲，以來自反射型液晶顯示面板42之反射光（影像 )以及藉由導光板32之裏面反射之反射光（日光）之間 的S/N比來決定，不過，以導光板32之裏面反射、射出 之干擾光L3之特性（第15圖（b))係相對於容易受到以 光學圖型39所反射之光的射出光強度角度分布之影響， 以液晶顯示面板42反射之影像（第15圖（d))係難以受 道到導光板32之裏面所射出之光L2之射出光強度角度分 布的影響，藉由液晶顯示面板42之擴散特性，即使其擴 -25- 1225954 五、發明說明（24) 散度多少有些變化亦不致過於改變其特性。其結果，藉由 使用配列呈八字型之光學圖型39，將以光學圖型39所反 射之光的方向彎曲呈由光行進方向（y軸方向）所見爲傾 斜狀，藉此，如第15圖（a)至（e)所示，相對於導光板32 之表面，爲可降低射出至垂直方向之光的強度，且可提高 垂直方向之S / N比。 具體而言，在藉由前光源3 1來照明液晶顯示面板42時 ，照明液晶顯示面板42之照明光係藉由以液晶顯示面板 42之反射板46擴散反射，在透過導光板32後強力地朝垂 直於液晶顯示裝置4 1畫面之方向射出。亦即，如第1 3圖 (b)所示，產生影像之光L6係朝略包含有垂直於畫面方向 之所定範圍（較佳爲夾持垂直於畫面方向之± 1(Γ至土 30 °之範圍）所射出，在此範圍中，係容易地辨識影像。另 一方面，由光行進方向（y軸方向）所見時，以前光源31 之光學圖型39所反射之光L2係因朝左右傾斜方向反射， 故而以導光板32之裏面所反射之干擾光L3亦朝左右傾斜 方向反射。並且，導光板32內之光L1係爲，自上述之光 行進方向所見時，其擴散度（divergence)爲具有較小之 狹窄指向性。因此，藉由適當地設定光學圖型39之配置 ’即使該干擾光L3由導光板32之表面射出，亦可呈現不 至於重合於影像所射出之角度範圍上。其結果，在包含有 某種程度之垂直於前光源31之畫面方向之區域中，係可 觀看到未含有干擾光L3之影像（光L6)，且可觀看到 -26- 1225954 五、發明說明（25) S/Ν比較大、對比爲佳之優質影像。相對於此，在爲了觀 看影像而偏離適當範圍之方向中，產生影像之光L6之到 達係相當少，相對地係集中干擾光L3，因此，S/Ν比係形 成爲相當小、且相當地難以辨識。 此外，由前光源31所射出之光的傾斜形成較大，且當 第15圖（a)所示之光束間隔（角度）20a大於第15圖（c) 所示之液晶顯示面板之擴散角度2 0 b時，在液晶顯示裝 置之正面（垂直於畫面之方向）上係幾乎無光射入。藉此 ，如第15圖（a)、（c)所示，具有由導光板32之光射出面 所射出之光最大値之方向的角度（前光源射出光束方向之 傾斜角），係以形成爲小於作爲被照射物之影像顯示裝置 之反射擴散角度者爲佳。但是，當由導光板32之光射出 面所射出之光的射出光束方向之傾斜角度過小時，對比低 之區域便過於靠近垂直於畫面之方向，而造成窄化對比高 之範圍2 0 a。從而，前光源之射出光束方向之傾斜角0 a 係爲在10°以上後便難以觀看到影像，若爲15°以上25 °以下之程度便相當充分，至少以10°以上30°以下之程 度爲佳。 接著，判斷由光學圖型39而直接洩漏至表面側之干擾 光L4。第16圖之立體圖係表示射入至光學圖型39、由光 學圖型39朝導光板32之表面53a射出之光的動作。第17 圖（a)、（b)係爲表示與導光板32之zy平面呈平行之側面 圖、以及與導光板32之xz平面平行之圖式。如第16圖 -27- 1225954 五、發明說明（26) 及第17圖（a)、（b)所示，透過斷面爲v溝狀之光學圖型 39之射出圖型面5 1 a之光，雖由與光源相反側之再射入面 51b再度射入至導光板32內，卻並未由再射入面51b射入 至導光板32，而是在以再射入面5 1 b反射後，形成朝導光 板32之表面53a側之干擾光L4。在此情況下，光學圖型 39因亦對於X軸方向僅斜0，因此在以再射入面5 1 b反射 之際，由y軸方向觀看時，干擾光L4係朝由z軸方向傾 斜之方向射出。 進一步說明後，觀看液晶顯示裝置4 1之範圍係爲，將 垂直於畫面之方向作爲中心而爲土 10°至土 30°之程度， 因此，當以導光板32之裏面53b反射之干擾光或是以光 學圖型39之再射入面51b所反射之干擾光在射入至該範 圍內後，影像與光源之光係混雜在一起而大幅降低影像之 對比。 相對於此，在本發明之前光源3 1中，以導光板3 2之光 學圖型之再射入面51b所反射之干擾光L4係夾持z軸方 向、而朝其兩側傾斜射出，並且，該傾斜係藉由光學圖型 39之配置角度/3來決定，因此，若將光學圖型39之配置 角度Θ決定呈可將所射出之干擾光L4之傾斜形成30°以 上，藉由干擾光係可避免影像對比之減低。藉此，若藉由 使用本發明之前光源31之液晶顯示裝置41，而可達成對 比爲局之畫質。 此外，即使在習知之具有設置呈與光射入端面38呈平 -28- 1225954 五、發明說明（27) 行（0 = 0)之光學圖型48，如第18圖所示，藉由淺化光 學圖型48、縮小射出圖型面之傾斜，來自以導光板47之 裏面所反射之導光板47之表面所射出之干擾光L5係可呈 對於豎立在導光板47上之垂線形成爲具有較大角度。第 1 9圖（a )、（ b )所示係爲，由此種前光源所射出之干擾光 L5之方向的立體圖與平面圖。此外，第20圖（a)所示爲， 係以此種前光源之光學圖型48所反射、以導光板47之裏 面所反射、且朝向導光板47之表面之干擾光L5之yz平 面中的光強度分布，第20圖（b)所示爲液晶顯示面板之光 擴散特性，第20圖（c)所示係由照明至前光源之液晶顯示 面板所射出之光的射出光強度分布。 在此種情況下，如第1 9圖及第20圖（a )所示，在光學 圖型48中，大部分之光係位於z軸爲呈相當大的傾斜度 所反射，因此如第20圖（c)所示，垂直於畫面方向（z軸 方向）之亮度在形成極小的同時，幾乎沒有朝向光源側（ 在yz平面內之光源側之區域）之光的射出，而具有造成 影像所見範圍（視角）狹窄化之缺點。 此外，在此種構造中，如第20圖（a)所示，因光束僅有 一處，因而狹窄化以前光源所反射射出之範圍。再者，當 光束爲1道的情況下，以液晶顯示面板所反射之光的強度 係會在垂直於前光源之方向上有劇烈的變化，因而造成難 以觀看影像。 相對於此，在本發明之前光源3 1之情況下，如第2 0圖 -29- 1225954 五、發明說明（28) (a)、（b)所示，以導光板32之光學圖型39所反射之光係 由z軸方向所見爲在X軸方向偏移，因此，干擾光L3亦 在整體觀之爲形成靠近於z方向之光，容易由垂直於畫面 之方向上觀看、視角亦可較爲寬廣。 此外，倘若如本發明前光源般地在多處上具有光束時， 係以增廣光的反射範圍者爲佳。更甚者，因以液晶顯示面 板反射之光的強度亦會緩緩地變化，因此可容易地觀看畫 面。 再者，在本發明之液晶顯示裝置41中，若將光以液晶 顯示面板42之表面進行正反射時，在由前光源3 1射出後 ，以液晶顯示面板42之正面所反射、形成干擾光之光亦 形成爲朝向視角外射出，因此，將可消除減低影像對比之 虞。 此外，光學圖型39之平面形狀係爲，反射光L1之斜面 若可對於光射入端面38或X軸方向呈傾斜者亦可，亦可 如第22圖（a)所示，將直線狀之光學圖型39呈分離、且 隨機散亂的配置，且亦可如第22圖（b)所示，將直線狀之 光學圖型3 9呈分離、並呈規則性的配置，當然亦可如第 22圖（c)所示，配置三角型之光學圖型39。光學圖型39 之斷面形狀係爲，可如第2 3圖（a )所示爲設於導光板3 2 之光射出面53a整體之三角波狀之物，亦可如第23圖（b) 所示爲射出導光板32裏面之矩形之物。在第23圖（a)之 斷面爲三角波狀之圖型中，雖藉由導光板32下面之反射 -30- 1225954 五、發明說明（29) 而降低對比，不過，藉由將光由Z軸方向朝X軸方向傾斜 者，係可提升在畫面垂直方向之對比。此外，在第23圖 (b)之斷面爲矩形之光學圖型39中，於導光板32成型時 ，在光學圖型39之基部係產生有圓弧狀之曲線部，光在 藉由該曲線部而反射時雖有減低對比之虞，不過即使在此 情況下，藉由將光學圖型39對於X軸方向傾斜係可抑制 對比之降低。此外，光學圖型39係爲，若依據由光源遠 離而呈密分布狀時，則可將畫面之亮度形成均勻。 由上述之說明即可得知，由光源33而朝導光板32所導 入之光若在垂直於光射入端面38之方向上略爲聚合時， 藉由傾斜來自垂直於該方向之光學圖型而可提高對比。從 而，若可射出已平行光化之光者係可作爲光源3 3。例如， 如第24圖所示，藉由將由發光元件35所射出之光L1以 呈球面狀或放射物面狀地以反射板52反射而平行光化。 此外，如第25圖所示係爲使用柱面透鏡54而將發光元件 35之光進行平行光化。此外，第2.6圖所示係藉由密封樹 脂之透鏡作用，而多數倂設有可射出平行光之發光元件35 〇 (第2實施例） 第27圖（a)之平面圖所示係藉由本發明其他實施例之前 光源的構造。在此種前光源6 1中，於導光板32之光射出 面之區域外上，將較小之光源3 3 (或是點光源）鑲埋至隅 部之1處上，且在與光射出面對向之表面區域上，複數或 -31 - 1225954 五、發明說明（3〇) 多數地設置有呈V溝狀之光學圖型39。光學圖型39係被 配置在將光源33作爲中心之圓周上，且如第27圖（b)所 示，各個光學圖型39係對於將光源33作爲中心之圓周爲 具有/3之傾斜度。再者，依據自光源33遠離而使得光學 圖型39之圖型密度形成逐漸增大般地配置光學圖型39。 將此種前光源61與反射型液晶顯示面板46 —同使用的 情況下，以反射型液晶顯示面板42所反射之影像仍是對 於朝垂直於畫面之方向射出，以光學圖型39所反射之光 係傾斜、反射於與半徑方向r正交之方向，因此，以導光 板32裏面所反射之干擾光係由導光板32傾斜射出、形成 視角外之光。此種結果，係可達成與第1實施例相同的高 對比。 更甚者，倘若藉由此種前光源61，因光係將光源33作 爲中心、僅朝半徑方向呈筆直擴散，因此在導光板32之 各處中之光指向性係呈極高，如第1實施例所說明之前光 源，相較於將點光源暫時轉換成線光源之方式係呈差距極 大地提昇對比。 (第3實施例） 第28圖之平面圖所示係藉由本發明又一其他實施例之 反射型液晶顯示裝置用之前光源62之構造。在此種前光 源62中，將由發光元件35所射出之光以光線導引件36 轉換成線狀光源之光源33前，藉由配置菱狀薄板34而在 導光板32之光射面端面38上，使其在y軸方向上略爲聚 -32- 1225954 五、發明說明（31) 合而射入平行光。另一方面，在導光板32之光射入端面 38中，係設置具有菱狀薄板34之圖型週期之2倍週期的 菱狀薄板64。此外，在導光板32之上面係呈複數或多數 地配置有與X軸方向平行之光學圖型63。 如此，在此種前光源62中，由菱狀薄板34所射出之平 行光L1係在射入至導光板32之菱狀薄板64後，如第29 圖所示，藉由菱狀薄板64之斜面傾斜而朝不同方向折射 後進入至導光板32內。從而，將導光板32由其表面側觀 看後，在導光板32內係進行有聚合於2方向之狹窄指向 性之光L1。如第30圖（a)、（b)所示，該等光L1在以光學 圖型63之斜面（射出圖型面51a)反射後，該反射光雖爲 朝向導光板32之裏面（光射出面），然而，該光L1仍被 反射至來自z軸方向呈較大偏移之傾斜方向。因此，該光 L2即使形成爲以導光板32之裏面所反射之干擾光，由z 軸方向朝向增大傾斜之視角外射出，而難以使影像之對比 減低。同樣地，在透過導光板3 2之射出圖型面5 1 a、而形 成以再射入面5 1 b所反射之干擾光L 5的情況下，亦由z 軸方向呈較大偏移且朝視角外射出，而難以降低影像之對 比。藉此，即使在此種實施例中，係可達到與第1實施例 之情況相同之作用效果。 (第4實施例） 第3 1圖（a )之平面圖所示係藉由本發明其他實施例之前 光源。此種前光源71係與第2實施例之前光源（參照第 -33- 1225954 五、發明說明（32 ) 2 7圖）相同，將較小之光源3 3鑲埋至導光板3 2之隅部之 1處上，在導光板3 2之表面上，則將光學圖型凹陷設置在 將光源3 3作爲中心之圓周上，各光學圖型7 2係被配置呈 將其位置以朝向與光源3 3連接方向（將光源3 3作爲中心 之半徑方向）。 第32圖之立體圖係爲顯示在本實施例中之光學圖型72 之形狀’第3 3圖（a )、（ b )、（ c )、（ d )係分別爲光學圖型 7 2之正視圖、背視圖、側視圖以及下視圖。此種光學圖型 72係爲將夾持於射出圖型面5 1 a與再射入面5 1 b中之V溝 狀之光學圖型作爲基本者，且持有由V溝狀之光學圖型72 之兩端面73下端至朝向光學圖型72之底面74中央呈緩 和狀地傾斜。藉此，將此種光學圖型7 2由正面觀看後， 係形成使日式象棋之棋子上下反轉之形狀。再者，由該再 射入面51b之上部朝向後方係延伸出喙狀之干擾光產生面 75。從而，光學圖型72之底面與干擾光產生面75係對於 導光板32之表面爲朝兩側傾斜。 若藉由此種形狀之光學圖型72，則如第34圖（a)所示， 射入至反射圖型面5 1 a之光L1 1係以反射圖型面5 1 a所反 射、且略呈垂直地反射至導光板32之裏面側，透過裏面 而略呈垂直地射入液晶顯示面板。此外，已透過反射圖型 面51a之光L14係由再射入面51b而再射入至導光板32 內，因而減少光的損失進而提昇光的利用效率。 相對於此，再射入面51b與底面74之間的角落、或是 -34- 1225954 五、發明說明（33) 再射入面51b上部之角係在模具製作時或成型時將其導圓 角，因此，在此射入光L13或L13後，便會朝導光板32 之表面側外漏，而有造成影像對比減低之虞。 不過，若藉由此種光學圖型72時，如第34圖（a)、（b) 所τκ ’已射入至光學圖型72之底面74之光L12係藉由底 面74而朝斜方向（朝X軸方向傾斜）射出，因此，即使 形成干擾光亦不會進入視角中而造成正面影像對比之減低 。此外，已射入至再射入面51b上部之光亦藉由干擾光產 生面75而朝斜方向（朝X軸方向傾斜）射出，因此，即 使形成千擾光亦不會進入視角中而造成正面影像對比之減 低。 此外，在此情況下以反射圖型5 1 a反射後，以導光板3 2 之裏面反射之光並非形成傾斜狀，而是形成略呈垂直所反 射之干擾光，不過，射入至液晶顯示面板之光亦形成垂直 光，因而提高亮度。 此外，上述光學圖型72係如第35圖所示，即使形成連 續連接狀亦無妨。此外，此時之反射圖型面51a或再射入 面51b亦可如第36圖所示，形成彎曲之曲面亦無妨。 (第4實施例） 第37圖（a)之立體圖所示係藉由本發明又一其他實施例 之前光源之導光板32下面之形狀。在第37圖（b)所示圖 式係設於導光板32下面之光學圖型81之上部角面形狀。 在本實施例中，係將斷面爲矩形之光學圖型81設於導光 -35- 1225954 五、發明說明（34) 板32下面，將光學圖型81之上部角面82在光學圖型81 之長度方向傾斜，呈一對三角狀之光學圖型81係形成爲V 溝狀。從而，藉由該上部角面82反射之光L15亦朝斜橫 向反射，而可防止使影像對比減低。 (第5實施例） 第38圖（a)、（b)之立體圖及斷面圖所示係藉由本發明 又一其他實施例之前光源。在此種前光源8 3中，係將較 小之光源3 3 (點光源）設於導光板3 2之一處上，由點光 源係將光呈放射狀射出。從而，由垂直於導光板3 2之方 向所見的情況下，到達於設有光學圖型39之各點之光係 聚合在一方向上。此外，呈V溝狀之光學圖型39係被配 置呈將其點垂直於與光源33連接方向（將光源33作爲中 心之半徑方向）。此外，在導光板32之裏面係形成有小 於導光板32折射率nO (例如，1.59)之折射率nl (例如 ，1 · 40 )之低折射率透明樹脂層84。如第39圖所示，在 設有光學圖型39之處以及垂直於與光源33連結方向之斷 面上，導光板32之裏面與透明樹脂層84之間的交界面係 形成平坦狀，透明樹脂層84之下面（亦即，透明樹脂層 84與空氣之間的交界面）係形成爲屋簷狀或是較淺之v溝 狀，透明樹脂層84之圖型傾斜角ε係形成爲例如7°之程 度。 如此，由光源33所射出之光係未進入至透明樹脂層84 ，而是在導光板21之表面與裏面之間重複地進行全反射 -36- 1225954 五、發明說明（35) ，而到達於光學圖型39。在光到達於光學圖型39後，其 光係藉由以光學圖型39斜面（反射圖型面51a)所反射， 藉此，如第38圖（b)所示，對於導光板32爲略呈垂直般 地朝裏面側射出。此時，已透過透明樹脂層84之光係折 射（例如，轉變爲5 °左右之方向）、射入至液晶顯示面 板。另一方面，如第39圖所示，藉由透明樹脂層84下面 反射之光係因透明樹脂層84下面爲呈傾斜，故對於垂直 於導光板32之方向而朝斜向（例如，朝向由垂線傾斜20 。之方向）射出。藉此，以透明樹脂層84下面反射之光 L3並未到達至導光板32之垂直方向，而無因干擾光L3而 造成正面影像之對比減低之虞。 在此，針對導光板32之折射率n0與透明樹脂層84之 折射率nl進行判斷後，當導光板32之折射率n0與透明 樹脂層84之折射率nl之差越大（n0> nl )，雖可增加將 導光板32中進行導光之光量，然而，折射率小於1·4之 樹脂係有密著力形成較弱的傾向。相對於此’在導光板32 之靠近光源部分使導光板32之表面傾斜，在光學圖型形 成區域中增加導光板32之厚度等，藉由將導光板中之厚 度方向（ζ軸方向）之指向性形成爲良好，而可提升將導 光板32中進行導光之光的比例。 此外，在此情況下，導光板32與透明樹脂層84之折射 率差較小，因此’並非以導光板32之裏面與透明樹脂層 84之間的交界面反射光、且非朝向垂直於導光板32之方 -37- 1225954 五、發明說明（36) 向進行反射，而無因以導光板32之裏面所反射之干擾光 而造成影像對比減低之虞。 (第6實施例） 第40圖（a)、（b)所示圖式係藉由本發明又一其他實施 例之前光源之構造的立體圖、以及離光源爲較遠側端面之 示意圖。在此種前光源91中，係在導光板32之表面上形 成光學圖型39、且在有效區域93之外側上設有圖型區域 92，而使光源33設在有效區域93與圖型區域92之外側 區域上。所謂的有效區域93係爲，對應於液晶顯示面板 之影像區域、使之射出均勻光所必要之範圍。 在一般性的前光源中，斷面爲V溝狀之光學圖型39係 如第4 1圖（a )所示，係構成爲靠近光源側形成緩和狀的斜 面（反射圖型面）5 1 a、而在離光源較遠側則形成急遽變 化之斜面（再射入面）51b。因此，由光源側射出之光L11 係以斜面51a所反射、而朝向導光板32之裏面側。相對 於此，由與光源3 3相反側而將光L21射入至光學圖型39 後’如第41圖（a)所示，通過斜面51b之光L21係以51a 反射、朝觀察者側射出，而使影像對比減低。此外，將光 學圖型配置呈八字型的情況下，例如僅藉由以導光板32 之側面反射而由原先之光行進方向些許偏移，如第41圖 (b)之光L21a所示，以光學圖型39反射、朝向垂直於導 光板32上方而使光射出。 此種由與光源33相反側而射入至光學圖型39之光係爲 -38- 1225954 五、發明說明（37) ，由光源33射出、在導光板32內傳播而到達至導光板32 之外周面，以導光板32外周之無光學圖型39之區域（導 光板32外周面或是未形成光學圖型39之有效區域外之區 域）反射而返回至光源3 3側之光。因此，在本實施例之 前光源91中，於導光板32外周面之中，爲除了位於光源 33側之端面而將黑色塗料94印刷至兩側面以及遠離光源 33之較遠側之端面上，將到達導光板32外周面之光不致 朝光源側反射而進行吸收。再者，在導光板32表面之有 效區域93之外側區域上形成有密集遍佈光學圖型39之圖 型區域92，將已到達至圖型區域92之光以圖型區域92之 光學圖型39而朝導光板32之裏面射出，藉此，而不致使 光朝光源側反射。該射出光係因朝有效區域93外射出， 故而不致使影像對比減低。 此外，在導光板32形成時所造成之頂針痕跡（eject pin) 95亦將光進行反射，因此，如第40圖（a)所示，頂 針痕跡95係夾持光學圖型39所形成之區域而未設在與光 源33相反側，而是以設置在光幾乎不會達到之處，例如 爲設在光源側之隅部或接近光源之端緣部者爲佳。 此外，導光板32射出成型之際的澆口係爲在光源33側 ，如第42圖（a)之FL1所示，使來自光源側之樹脂注入後 ，如第42圖（b)所示，將離光源33較遠側之斜面51b形 成圓弧狀。如此，在將斜面5 1 b呈圓弧狀後，已到達該光 學圖型39之光L31係以斜面51b反射、且容易地朝導光 -39- 1225954 五、發明說明（38) 板32之表面側射出。另一方面，將導光板32射出成型之 際的澆口設成與光源33之相反側，如第42圖（a)之FL2 所示，自與光源33相反側注入樹脂後，如第42圖（c)所 示，光源33側之斜面51a雖呈圓弧狀，然而，離光源3 3 較遠側之斜面5 1 b係形成急遽角度。如此而將斜面5 1 a形 呈圓弧狀後，已到達光學圖型39之光L32之一部份係容 易被射出至斜向方向，而亮度僅有些許降低、且可抑制對 比之降低。 因此，在此種前光源9 1中，係夾持光學圖型39所形成 之區域，而將澆口位於與光源33相反側之端面，如第40 圖（a )所示，在離光源3 3較遠側之端面上係形成有澆口痕 跡96 〇 此外，在第40圖之實施例中，雖將黑色塗料94印刷至 導光板32之外周面以抑制光之反射，然而，亦可採用其 他方法。亦即，如第43圖（a)、（b)所示，在導光板32之 外周部分上實施導角（斜角），當光源33之光L32到達 至導光板32之端緣處時，便以該導角部分97使光L32反 射、朝導光板32之外部射出，而不致返回至光源側。當 然，亦可在該導角97之表面上進行黑色印刷。此外，將 導光板32之外周面或導角部分實施皺折加工後，便增大 光之吸收、射出，形成爲更佳之型態。 【發明之效果】 倘若藉由本發明之影像顯不裝置’係可將藉由則光源之 -40- 1225954 五、發明說明（39) 裏面等反射所產生之干擾光朝斜向方向射出，因此，干擾 光係難以被射出至影像射出方向，而可提升影像對比、而 可獲得良好之畫質。 而在用以使影像或畫質對比減低方面，於朝向前光源之 表面側（與液晶顯示面板2呈相反方向），係以不致使任 何干擾光射出者爲佳。但是，通常係將垂直於液晶顯示裝 置之畫面之方向作爲中心、而在± 10°至±20°之範圍內 觀看畫面，因此，實際上即使是朝前光源之表面側之光有 洩漏的情況下，係可判斷爲若極力地抑制射出至該範圍內 之干擾光、且由前光源表面所射出之光的方向以形成該範 圍之外的情況下亦可。 圖式簡單說明 第1圖所示係習知之反射型液晶顯示面板構造之槪略斷 面圖。 第2圖所示係習知之反射型液晶顯示裝置之立體圖。 第3圖所示係用於習知之反射型液晶顯示裝置之光源構 造之立體分解圖。 第4圖所示係用於習知之反射型液晶顯示裝置之其他光 源之立體圖。 第5圖所示係在用於上述習知之反射型液晶顯示裝置之 前光源之導光板中，顯示光之動作示意圖。 第6圖之（a )、（ b )所示係已射入至導光板之光指向性， (c )、（ d )所示係由導光板之裏面射出射出光之指向性之示 -41 - 1225954 五、發明說明（4〇) 意圖。 第7圖之（a )所示係以液晶顯示面板之反射板擴散反射 光，藉此而增廣視角之狀態示意圖，（b )所示係在使光呈 垂直射入至液晶顯示面板時之反射光之指向性的圖表。 第8圖之（a)、（b)所示係來自前光源之光射出角度r與 光指向性之間的關係圖。 第9圖所示係本發明一實施例之反射型液晶顯示裝置之 構造的分解立體圖。 1 第1 0圖所示係用以說明上述反射型液晶顯示裝置之光 源構造與光之動作之圖式。 第11圖係表示光源33之前面（-z方向）形成角度爲朝 α方向射出之光的強度分布表示圖。 第12圖之（a)所示係朝導光板內部射入後之光、在xy 平面中之指向性之示意圖，（b)所示係在yz平面中之指向 性之示意圖。 第Π圖之（a)所示係設於導光板上面之光學圖型之形狀 之立體圖’（b )所示係說明使用該導光板之液晶顯示裝置 之原理之圖式。 第14圖之（a)、（b)、（c)所示係已射入至光學圖型之光 的動作之槪略圖，分別爲表示在yz平面、zx平面、xy平 面之狀態圖式。 第1 5圖所示係爲液晶顯示裝置之特性示意圖，其中， (a)爲藉由前光源之光學圖型所反射、朝向導光板裏面之 -42- 1225954 五、發明說明（41) 光之射出光強度之角度分布示意圖，（b)爲藉由導光板裏 面所反射、朝向導光板表面之干擾光之光強度分布示意圖 ，（c )爲液晶顯示面板之光擴散特性之示意圖，（d )爲由照 明至前光源之液晶顯示面板所射出之光之射出光強度分布 示意圖，（e)爲在點亮前光源時之S/N比（畫質之對比） 之示意圖。 第16圖所示之立體圖係爲，透過斷面呈V溝狀之光學 圖型之射出圖型面後，以再射入面反射而形成干擾光之狀 態。 第17圖之（a)、（b)係爲表示射入至光學圖型、且由光 學圖型朝導光板之表面側所射出之光的動作，而爲在zy 平面與xz平面中之說明圖。 第18圖所示之說明圖係爲，在具有設於與光射入端面 平行之光學圖型之前光源中，來自以導光板之裏面所反射 之導光板表面所射出之干擾光係可呈對於豎立在導光板上 之垂線形成爲具有較大角度之方法。 第19圖所示之（a)、（b)係爲在第18圖之構造中，顯示 由前光源所射出之干擾光之方向的立體圖與平面圖。 第20圖之（a)所示圖式係爲在第18圖所示之構造中， 以前光源之光學圖型所反射、以導光板之裏面所反射、且 朝向導光板47之表面之干擾光之yz平面中的光強度分布 ’（b )所示圖式爲液晶顯示面板之光擴散特性，（c )所示圖 式爲由照明至前光源之液晶顯示面板所射出之光的射出光 -43- 1225954 五、發明說明（42) 強度分布。 第21圖之U)、（b)係爲在本發明之前光源中，表示由 前光源所射出之干擾光之方向的立體圖及平面圖。 第22圖之（a )、（ b )、（ c )係爲說明光學圖型之各種型態 之圖式。 第23圖之U)、（b)係表示光學圖型之不同斷面形狀之 圖式。 第24圖所示係其他構造之光學構造之槪略平面圖。 第25圖所示係又一其他構造之光學構造之局部剖面立 體圖。 第26圖所示係又一其他構造之光源構造之槪略平面圖 〇 第27圖之（a)所示係本發明其他實施例之前光源之構造 平面圖，（b)所示係擴大（a)之K部之平面圖。 第28圖所示之平面圖係爲又一其他實施例之反射型液 晶顯示裝置用之前光源。 第29圖所示係爲在上述前光源中之光源部分之作用說 明圖。 第3〇圖之（a)、（b)係爲，在第28圖之前光源中，說明 &%攀圖型之斜面而反射之光的動作之立體圖及平面圖。 ^ 31圖之（a)係本發明其他實施例之前光源之平面圖’ (b )所示係擴大（a )之Μ部之平面圖。 胃32圖所示係設於上述前光源之光學圖型之立體圖。 -44- 1225954 五、發明說明（43) 第33圖之（a)、（b)、（c)、（d)係爲上述光學圖型之正 視圖、背視圖、側視圖及下視圖。 第34圖之（a)、（b)係爲上述之作用說明圖。 第35圖係表示在第32圖中所示之光學圖型之變形例之 立體圖。 第36圖係表示在第32圖中所示之光學圖型之其他變形 例之下視圖。 第37圖之（a)所示係爲本發明之又一其他實施例之立體 圖，（b)所示係該光學圖型之上部角面之形狀。 第38圖之（a)所示係爲本發明之又一其他實施例之前光 源之立體圖，（b)所示係爲斷面圖。 第39圖係爲在第38圖所示之前光源之作用說明圖。 第40圖之（a)、（b)係本發明其他實施例之前光源構造 之立體圖、以及離光源較遠側之斷面之示意圖。 第41圖之（a)、（b)之導光板之斷面圖及光學圖型之平 面圖係爲’說明由與光源相反側射入至光學圖型之光的動 作。 第42圖之（a)所示之示意圖係爲形成導光板之際的樹脂 注入方向’（b )所示之斷面圖係爲由接近光源之側注入樹 脂、射出成型後之導光板之光學圖型，（c)所示之斷面圖 係爲由離光源較遠側注入樹脂、射出成型後之導光板之光 學圖型。 第43圖之（a )、（ b )所示係用以說明抑制光之反射之其 -45- 1225954 五、發明說明（44) 他方法之檔光板之正視圖及斷面圖。 【圖式符號說明】 31 :前光源 3 2 :導光板 3 3 :光源 34 :菱狀薄板 38 :光射入端面 39 :光學圖型 47 :導光板 48 :光學圖型 5 1 a :射出圖型面 5 1 b :再射入面 52 :反射板

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Claims (1)

1225954 修正替換本 --年G月tg县一 六、申請專利範圍 第91119123號「影像顯示裝置及前光源」專利案 (93年6月18日修正本） 六申請專利範圍： 1 . 一種影像顯示裝置，係由反射型影像顯示面板與配置在 該反射型影像顯示面板前面之前光源所形成，其特徵在 於， 在至少包含垂直於前述影像顯示面板畫面之方向的1 個平面內，藉由前述前光源所射出之光，前述影像顯示 面板之影像對比係於夾持垂直於影像顯示面板畫面之方 向且於其兩側上分別具有至少1個極小値。 2 .如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中由前述前 光源所射出、且以前述影像顯示面板之表面所反射之大 部分的光係爲正反射光。 3 .如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中通過前述 前光源、垂直射入至前述影像顯示面板之光的反射光指 向性在與該垂直方向中之極大値成不同之方向中具有極 大値， 反射光指向性取得極大値之前述方向、以及與垂直於 前述影像顯示面板之方向所形成之角度係爲，具有接近 於由前述前光源之光射出面所射出之光的射出光強度取 得極大値之方向、以及與垂直於前述影像顯示面板之方 向所形成之角度。 4 . 一種影像顯示裝置，係由反射型影像顯示面板與配置在 1225954 六、申請專利範圍 該反射型影像顯示面板前面之前光源所形成，其特徵在 於， 由垂直於前述前光源之方向觀看時，在前述前光源內 之各位置上，將前光源內之光的行進方向聚合呈略爲相 同之方向， 在與該光行進方向垂直之斷面內，藉由前光源而將前 述反射型影像顯示面板之影像對比在垂直於前光源之方 向更加提高，對於該垂直方向係在10°以上30°以下之 範圍內具有至少1個對比之極小値。 5 · —種影像顯示裝置，係由反射型影像顯示面板與配置在 該反射型影像顯示面板前面之前光源所形成，其特徵在 於， 在前述前光源之約略任意處上，在垂直於該處以及與 光源連結之方向的平面上，於該處上藉由前光源之光而 產生之前述反射型影像顯示面板之影像的對比係高於垂 直於前光源之方向，對於垂直於前光源之方向係在10° 以上30°以下之範圍內具有至少1個對比之極小値。 6.—種前光源，爲具備有光源與導光板、且配置在反射型 影像顯示面板之前面，其特徵在於， 在包含垂直於前述導光板之光射出面方向之至少1個 平面內，來自以前述光源所照射之前述導光板之光射出 面所射出之光的射出光強度，係夾持垂直於導光板之光 射出面之方向，且於其兩側具有至少1個極大値。 1225954 六、申請專利範圍 7 .如申請 專 利範圍第6項 丨之前光源，其中具有由前 述 導 光 板之光射 出面所射出之 光的最大値之方向之角度 係 形 成 爲小於 被 照射物之影像顯示裝置之反射擴散角度。 8 .如申請 專 利範圍第6項 :之前光源，其中以將垂直 於 -V ,· 刖 述 導光板 之 光射出面之方 向、以及由該光射出面所射出 之 光的射 出光強度形成極 大値之方向之間所形成的 角 度 係 爲1 0。 以 上30°以下。 9 . 一種前 光 源’爲具有· 光源；以及導光板，係封 閉 來 白 前述光 源 之光、且呈面 狀擴散而使光朝被照射物 側 射 出 ，使以 被 照射物所反射 之光朝觀察者側透過，其 特 徵 在 於， 由垂 直 於前述導光板 之方向觀看時，在前述導 光板 內 之各位 置 上，導光板內 之光的行進方向係被聚合 呈 略 爲 净目同方 向 且在 垂 直於該光行進 方向之平面中，朝被照射物 側 所 射出之 光 之指向性具有 最大値之方向係對於垂直 於 導 光 板之方 向 具有10°以上 30°以下之角度。 1 〇 .如申請專利範圍第9 項之前光源，其中在導光 板 之 光 射出面 或 是其相反側面 上，係形成有用以使導光 板 內 之 光藉由 反 射或折射而由 光射出面射出之凹凸圖型 9 由 垂 直於該 光 射出面之方向 觀看時，係將前述凹凸圖 型 對 於 導光板 內 垂直於光行進 方向之方向呈傾斜配置。 11 . 一種前光源，爲具有 :光源；以及導光板，係 -3- 封 閉 來 1225954 六、申請專利範 圍 白 -a·/· 刖 述 光 源 之 光 、且呈面狀擴散而使光朝被 照 射 物側 射 出 使 以 被 照 射 物所反射之光朝觀察者側透 過 其特 徵 在 於 由 垂 直 於 前 述 導光板之方向觀看時，在前 述 導 光板 內 之 各 位 置 上 導 光板內之光的行進方向係被 聚 合 呈略 爲 相 同 方 向 且 於 垂 直 於 該 光行進方向之平面中，將朝 觀 察 者側 所 射 出 之 光 指 向 性成爲最大値之方向、以及朝 被 照 射物 側 所射 出之光指 向 性成爲最大値之方向不致形成: 爲 一致 Ο 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之前光源，其中在前 述 導光板 之 光射 出 面 或 是 其相反側面上，係形成有用 以 使 導光板 內 之 光 藉 由 反射 或折射而由光射出面射出之射出 圖型 面 以 及使光射 出 至觀察者側之干擾產生面， 由 垂 直 於 該 光 射出面之方向觀看時，亦可 將 ·ν/· 刖 述射出 圖 型 面 與 干 擾 產 生面呈相互傾斜。 1 3 . ~ -種前光源 ，爲具有：光源；以及導光板 ， 係 封閉 來 白 、乂· 刖 述 光 源 之 光 、且呈面狀擴散而使光朝被 照 射 物側 射 出 9 使 以 被 照 射物所反射之光朝觀察者側透 過 5 其特 徵 在 於 > 在前 述 導 光板 之光射出面或是其相反側面 上 係形成 有 用 以 使 導 光板 內之光反射之凹凸圖型， 由 垂 直 於 -V/·· 刖 述 導光板之方向觀看時，在前 述 導 光板 內 之 各 位 置 上 5 導 光板內之光的行進方向係被 -4- 聚 合 呈略 爲 1225954 六、申請專利範 圍 相 同方 向， 且於 垂直 於 該 光行進方向之平面內，將透過 藉 由 刖 述 凹 凸圖 型所 反 射 之導光板之被照射物側之表面 之 光 之 指 向 性成 爲最 大 値 之方向、以及藉由導光板之被 照 射 物 側 之 表面 而再 度 反射、且朝觀察者側所射出之光 之指 向性 成 爲最 大値 之 方 向不致形成爲一致， 同時 ，在 垂 直 於前述光行進方向之平面中， 藉 由 凹 凸 圖 型而使射 出 至 觀察者側之光之指向性成爲最 大 値 之 方 向 、以 及朝 被 照 射物側所射出之光之指向性成 爲 最 大値 之 方向 不致形 成 爲一致。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之前光源，其中於導 光板之被 照 射物 側上 形成折射率爲低於導光板之層， 在垂 直於 該 光 進行方向之平面觀看時，導光板 與 刖 述 低折射 率層 之 間 的交界面係呈平坦狀，且前述低折射 率 層 與空 氣之 間 的 交界面形成爲緩緩傾斜之凹凸; 状 〇 15.- -種前光源 ，爲具備有：光源；以及導光板 ， 係 封 閉 來 自前 述光 源 之 光、且呈面狀擴散而使光朝被 照 射 物 側 射 出， 使以 被 照 射物所反射之光朝觀察者側透 過 9 其特 徵 在於 5 由垂 直於 刖 述 導光板之方向觀看時，導光板 內 之 光 的 行 進方 向係 聚 合 呈大約爲多數之方向。 16.- -種前光源 ，爲具備有：光源；以及導光板 係 封 閉 來 自前 述光 源 之 光、且呈面狀擴散而使光朝被 -5- 照 射 物 側 1225954 六、申請專利範圍 射出，使以被照射物所反射之光朝觀察者側透過，其特 徵在於， 將光吸收裝置設置在前述導光板外周面中之至少一部 份上。 1 7 · —種前光源，爲具備有：光源；以及導光板，係封閉 來自前述光源之光、且呈面狀擴散而使光朝被照射物側 射出，使以被照射物所反射之光朝觀察者側透過，其特 徵在於， 在前述導光板外周面中之至少一部份上，設有將到達 於導光板之外周面之光朝導光板外部射出之裝置。 1 8 . —種前光源，爲具備有：光源；以及導光板，係封閉 來自前述光源之光、且呈面狀擴散而使其朝被照射物側 射出，使以被照射物所反射之光朝觀察者側透過，其特 徵在於， 在導光板之光射出面或是其相反側面上，係形成有藉 由凹凸圖型之成形而使導光板內之光反射或折射， 形成前述導光板時之澆口位置（gate position)係 配置呈夾持前述凹凸圖型所形成之區域、且與光源呈 相反側。