TWI258040B

TWI258040B - Surface light source device and liquid crystal display device

Info

Publication number: TWI258040B
Application number: TW091135930A
Authority: TW
Inventors: Shingo Ohkawa
Original assignee: Enplas Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2006-07-11
Also published as: CN100456104C; CN1427288A; TW200301391A; US6894740B2; JP4048049B2; KR100877500B1; KR20030053443A; US20030156403A1; JP2003187621A

Description

1258040 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種面光源裝置及液晶顯示裝置，更詳言之，係關於使用在背面設有多數微反射部之導光板的面光源裝置，以及將該面光源裝置適用於液晶顯示板的照明之液晶顯示裝置。本發明可適用於例如：附在個人電腦、汽車導航系統及行動電話等的液晶顯示裝置，或使用於該液晶顯示裝置上所使用之面光源裝置等。 [先前技術] 如眾所週知，面光源裝置係由導光板的端部供給光，而使導入至導光板内的光由出射面輸出，而廣泛地使用於液晶顯示板的照明等。就一次光源而言，以往，廣為大家使用的係為棒狀的螢光燈管（冷陰極管），然而近年來有逐漸利用LED (發光二極體）之點狀發光體的趨勢。此種類型的面光源裝置中，導入至導光板内的光，其行進方向會轉換成朝出射面的方向後再由出射面輸出。以往，導光板的材料係採用光散射導光體，或在背面或出射面實施具光擴散功能的出射促進處理，因此，傳遞於導光板内部之光可完成行進方向的轉換而促使光從出射面射出。但是，已知以此種方式所獲致的射出光會優先朝向前方大幅傾斜的方向輸出（例如：與正面方向呈6 0度傾斜）。很少有期望輸出方向如此大幅傾斜的情形，大多數的情形皆是期望光可朝大致正面方向或其週邊方向射出。於此，就可獲致此種優先的輸出方向的方向轉換之一技術

314251.ptd 第7頁 1258040 五、發明說明（2) 而言，係提案有將多數微反射部（m i c r 〇 r e f 1 e c t 〇 r s )設置於導光板的背面之方法。根據該技術，微反射部係以多數的微小突起形狀形成於導光板的背面，而可透過該突起的内面反射以形成朝向出射面的内部傳遞光。該内部傳遞光可由出射面射出而成為輸出光。參佐第1圖至第4圖說明關於將採用上述技術之面光源裝置適用於液晶顯示板的照明例子。首先第1圖（a)係由導光板的背面側觀察採用具備微反射部之導光板的面光源裝置適用於背光照明之液晶顯示裝置的概略配置之俯視圖，第1圖（b)係於第1圖（a)中由左侧所觀察之側視圖。第2圖係該配置中微反射部2 0的排列例。在這些圖中，符號1 0係表示由丙烯酸樹脂、聚碳酸脂（PC)、環烯烴類樹脂等透光性構件所構成的導光板，而該導光板1 0的一側端面則提供有入射面1 2。棒狀的一次光源（冷陰極管）L 1係沿著入射面1 2配置以供給光至入射面1 2。導光板1 0之2個主要面1 3、1 4中的一面係為出射面13。而在另一面（背面）1 4上則設有多數微小突起狀的微反射部2 0。將已知的液晶面板P L配置於出射面1 3的外側而構成背光型液晶顯示裝置。此外，第1圖 (a)中省略微反射部2 0之描繪。尺寸顯示係為例子且所使用的單位係為in m。發自一次光源L 1的光可通過入射面1 2而導入至導光板 1 0内。當傳遞於導光板1 0内的光進入微反射部2 0内時會因内部反射而引起方向轉換，進而產生朝向射面1 3的光。於

314251.ptd 第8頁 1258040 五、發明說明（3) 此，如後所述，内部反射主要會發生2次。第2圖係導光板1 0背面1 4上之微反射部2 0的排列例。沿著入射面1 2配置的一次光源L 1係為棒狀的冷陰極管，且該發光部的長度係稍微短於入射面1 2的長度。兩端係為電極部E L 1、E L 2且不會發光。此種設計因可避免兩端電極部 ELI、EL2突出而廣為採用。微反射部2 0在背面1 4的被覆率係以隨著遠離入射面1 2 而逐漸增加之方式分布，此外，在接近電極部E L 1、E L 2的隅角部C、D上則另以高被覆率來排列微反射部。藉由此種被覆率分布，可防止因與入射面1 2的相隔距離所產生的亮度變化，以及在隅角部出現亮度不足的情形。而且，微反射部的「被覆率」係指：根據每單位面積的導光板背面所具有之微反射部的佔有面積。各微反射部2 0係具有四角錐形狀，且由代表背面1 4的一般面（假設除了微反射部2 0以外的面）突出。各微反射部2 0的姿勢的設置方式係：使朝向微反射部來的光高效率地輸入内部，而轉換成朝向大致垂直於出射面1 3的方向之内部輸出光。參佐第3圖、第4圖（a) 、（ b) 、（ c)說明該設置方式。第3圖係抽出一個微反射部2 0，並以透視的斜視圖來表示由内部傳遞光形成内部輸出光的狀態。以兩條光線 P卜P 2來代表朝向微反射部2 0的内部傳遞光，其中，P 1係依斜面2 1、2 2的順序進行内部反射的内部輸入光，而P 2則依斜面2 2、2 1的順序進行内部反射的内部輸入光。光線

314251.ptd 第9頁 1258040 五、發明說明（4) Q 1、Q 2則分別表示光線P 1、P 2所生成的内部輸出光。光線P卜P 2的傳遞方向皆與朝向該微反射部2 0進行内部輸出之光的主要行進方向平行。此外，第3圖中，座標系0-ΧΥΖ係為指定方向的右手垂直座標系，Z軸係為由背面 1 4側對於出射面1 3垂直的轴，+ Z方向則對應於「正面方向」。 X軸係為與Z軸垂直且與入射面1 2垂直的軸，就朝向 (符號）而言，將由入射面1 2離開的方向作為+ X方向。Y 軸係與Z軸、X軸一起構成右手系的垂直座標系0-XYZ (原點0的位置係為任意）之方向，其分別與Z軸、X軸大致呈垂直，而與入射面1 2平行。此外，本說明書中為說明方便，除了垂直座標系 Ο-XYZ外，各微反射部則另外定義有垂直座標系Ο-xyz。在此，X軸、y軸、z軸的設定方式係如下。首先，z軸係為與Z轴同方向（包括朝向）的軸，+z方向係對應於「正面方向」。而X軸係表示與z軸垂直且將「朝向該微反射部進行内部輸入之光的主要行進方向（包括朝向）」朝出射面上射影之方向的軸。y軸係與Z軸、X 軸一起構成右手系的垂直座標系Ο-xyz (原點0的位置係為任意）之方向，且分別與Z軸、X軸正交。於此應注意：第3圖所抽出描繪的微反射部中，0-XYZ 與0 - X y z係為一致，但是一般的情況下，X軸與X軸、Y轴與 y轴各自亦會有不同的可能性。例如··第2圖中，設置於隅角部C、D之微反射部係將内部輸出光的主要行進方向射影

314251.pid 第10頁 1258040 五、發明說明（5) 在XY平面上者（即，+x方向），會傾斜於+X軸方向，而且 Y轴與y轴、X轴與X轴亦非為平行關係。如第3圖所示，微反射部2 0之離入射面1 2較遠側的一對斜面2 1、2 2係提供有第一、第二内部反射面。藉由兩斜面（内部反射面；以下，相同）2 1、2 2可在導光板1 0的内部形成谷，且兩斜面2 1、2 2係於谷底部2 5交會。谷底部2 5 若由導光板1 0的外側來觀察的話，亦可為突起的稜線部。接近入射面1 2側亦具有一對斜面2 3、2 4，且藉由斜面 2 3、2 4的交會處形成有棱線2 6。此外，第3圖中，以虛線來表示微反射部2 0的底緣線（與代表背面1 4之一般面的交線）。如此，本實施例中，藉由各微反射部2 0可在導光板1 0 的内部形成斜面2 1、2 2所形成的谷以及斜面2 3、2 4所形成的谷。代表由入射面1 2行進至微反射部2 0的内部傳遞光之光線P卜P 2會由入射面1 2直接，或者在出射面1 3或背面1 4 進行内部反射後再到達微反射部2 0之斜面2 1、2 2的一邊。但是，一部份的光會在斜面2 3或2 4進行内部反射之後再行進至斜面21或22。大部分到達斜面2 1、2 2的光會依斜面2 1、2 2的順序或斜面2 2、2 1的順序進行内部反射，進而產生朝向出射面13 的内部輸出光Ql、Q2。該内部輸出光Ql、Q 2會由出射面1 3 射出而成為導光板1 0的輸出光。因此，各微反射部2 0斜面 2卜2 2具有將内部輸入之光的行進方向轉換後進行内部輸出之轉換輸出部的功能。此外，射出後的光線亦使用參考

314251.ptd 第11頁 1258040 五、發明說明（6) 符號Q 1、Q 2。在此，嘗試想像微反射部2 0的姿勢。第4圖（a)、 (b) 、（ c)係表示在以往所採用之典型的微反射部姿勢的情況下，光線P卜P 2由3方向表示變換成朝向正面方向之内部輸出光Q卜Q2的情形。亦即，第4圖（a)係由+z方向（定義上，與+Z方向相同）所觀察的圖，第4圖（b)係由+y方向（在此，與+Y方向相同）所觀察的圖，第4圖（c)係由+x方向（在此，與 + X方向相同）所觀察的圖。以下係參照這些圖並以座標系〇— xyz重新簡單說明上述代表光線PI、P 2的路徑。如第4圖（a)所示，代表光線P卜P2之朝微反射部20 行進方向在xy平面上的射影係與+x軸方向一致。到達微反射部2 0且内部輸入至該微反射部2 0的代表光線P卜P 2會在對X y平面、y z平面、z X平面傾斜的斜面2 1或2 2上進行内部反射，而變換成朝+ z軸方向的光線Q 1、Q 2。此點從第4圖（b) 、（ c)尤易理解此狀態。光線 Q卜Q 2係代表内部輸出光且相互平行。光線Q卜Q 2係由出射面1 3朝+ z軸方向射出。本說明書中，將進行此種方向轉換之各微反射部姿勢及形狀（亦即，第4圖（a )、（ b )所示之姿勢與形狀）稱為「基準配置」（reference configuration)。基準配置的條件可同時滿足下列條件（1) 、（ 2) 、（ 3)。條件1):谷底部2 5的延伸方向在xy平面上的投影係

314251.ptd 第12頁 1258040 五、發明說明（7) 與+x軸方向一致（尤其，參佐第4圖（a))。 (條件2):通過谷底部2 5而將第一内部反射面2 1及第二内部反射面2 2形成的角度分成2等份的面（以後，簡稱「2等份面」）係與xy平面垂直（尤其，參佐第4圖（c) )。換言之，對於通過谷底部2 5且垂直於出射面1 3的面，第一内部反射面2 1及第二内部反射面2 2係對稱地互朝相反侧傾斜。 (條件3):以主要的行進方向（+x軸方向）内部輸入至該微反射部的光係可方向轉換成朝+z軸方向的内部輸出光。採用以此種基準配置將多數微反射部2 0形成於背面的導光板之面光源裝置係具有：具備簡單構造，且可使大部分由側邊所供給之一次光直接變換成朝大致正面方向的内部輸出光以進行高效率地輸出之優點然而，以基準配置使用微反射部的先前技術會有輸出光的指向性過強的傾向，因此，會產生觀察方向稍微小角度地偏離主要輸出方向（Q 1、Q 2的方向），則亮度便會劇減的問題（視角狹窄）。尤其，使z軸附近的姿勢適合上述條件1，因此，zx平面内的視角及y z平面内的視角之間會有很大的差異，會產生後者的視角（y z平面内的視角）變的非常窄的缺點。第5圖、第6圖係表示以基準配置使用微反射部的情形，一個微反射部所產生的射出強度之角度特性的模擬結果例之圖表。第5圖的橫轴及第6圖斜右上軸係以在ZX平面

314251.ptd 第13頁 1258040 五、發明說明（8) 内的角度（傾斜角度），離入射面較近側係以符號-刻度表示，離入射面較遠側則以符號+刻度表示。又，第5圖的縱軸及第6圖斜左上轴係以在Y Z平面内的角度（傾斜角度），從入射面觀看朝右側傾斜以符號+刻度表示，朝左側傾斜則以符號-刻度表示。第5圖及第6圖中，將先前C0S修正（根據測光方向的傾斜之方向餘弦的測光值修正）後之射出強度的相對值分成5階段，並且以濃淡來描繪光強度。第6圖係將第5圖的圖表重新描繪成立體狀，除了濃淡之外並以3次元的等亮度曲線群來描繪光強度，斜右上軸一斜左上軸平面的高度係表示C0S修正後的亮度（光強度）。而且，以後，將以基準配置在基準狀態的姿勢（以下，稱為「基準姿勢」）作為基準的微反射部的姿勢，適當地以參數組r、s、t來表現，在此，r係以基準配置的姿勢為基準所測得之z軸周圍的姿勢，s係以基準姿勢作為基準所測得之X軸周圍的姿勢，t係以基準姿勢作為基準所測得之y軸周圍的姿勢，將上述這些姿勢分別以角度（° )來表示。當然，基準姿勢為r = s = t = 0度。由第5圖、第6圖的圖表可獲知：首先，射出方向的峰值有一個，Z X平面内角度、Y Z平面内角度皆大致為0度，亦即大致為正面方向。其次，第5圖中濃度模樣的形狀係為細長的橢圓形。橢圓的長軸方向大致對應於+x軸方向（本實施例中，根據模擬條件而與+ X軸方向大致呈4 5度傾斜）。在此，因

314251.ptd 第14頁 1258040 五、發明說明（9) 為+ X軸方向僅表示由出射面1 3的上方所觀察之微反射部2 0 的定向方向（谷底部2 5的延伸方向），所以第5圖、第6圖的圖表係表示：亮度的峰值方向周圍之角度擴張並非顯著的同向十生（isotropic)。由這點可得知在± y轴方向上射出強度的梯度很大。此係意味：出射面的觀察方向在± y軸方向若由峰值方向 (所觀察最明亮地之方向）偏離小角度，亮度就會大量減少，然而這不是一般所期望的特性。若沿著導光板1 0的出射面1 3來配置光擴散薄板乃至光擴散板，則可多少緩和此問題。以第7圖、第8圖之圖表來表示該例子。第7圖、第8圖係相對於第5圖、第6圖的模擬圖，再加上光擴散薄板所形成的光擴散而繪成者。第7圖中，橫軸、縱軸的描繪方式係與第5圖相同，第8圖中斜右上軸、斜左上軸的描繪方式則與第6圖相同。此外，光強度的表示方式上，第7圖亦與第5圖相同，第8圖亦與第6圖相同。由第7圖與第5圖之圖表的比較，以及第8圖與第6圖之圖表的比較可得知：射出方向的峰值為一個且大致為正面方向。而且，相較於第5圖，第7圖中濃度模樣的形狀變成較寬的橢圓形，此外，第6圖中等射出強度線群的尖銳突起在第8圖中變得較平緩，具有某些程度之效果。但是，使用如上述之光擴散構件時，光擴散構件的光擴散力越強，越易增加不具效果的光擴散，故會產生因強光擴散力而產生在峰值方向之周圍亮度充分擴大角度之問

314251.ptd 第15頁 1258040 五、發明說明（ίο) 題。雖然可以想到不採用此種光擴散構件，即可調整微反射部的姿勢，使之從上述條件1偏離小角度，來避免此問題之發生的方法，然而峰值方向周圍無法獲致足夠的亮度擴大，而且，若偏離的角度很大，則會降低射出效率。調整微反射部的姿勢，使之從條件2偏離較小的角度，亦會發生同樣的情況。【發明内容】於此，本發明之一目的係提供一種可解決上述先前技術之問題點，且可改善輸出光亮度之峰值方向周圍的角度擴大及同向性的面光源裝置。本發明的另一目的係提供一種使用如上述改良的面光源裝置而獲致視角廣及同向性佳之液晶顯示裝置。本發明係以X轴周圍的間距來調整形成於導光板背面上之多數微反射部的姿勢，而刻意在出射強度的方向特性上產生峰值分裂，而且，採用以光擴散構件實質解決峰值分裂之新穎想法，以解決上述課題。本發明首先可適用在包含有一次光源，及接收上述一次光源所供給的光之導光板之面光源裝置。在此，上述導光板具有：提供主要面的出射面；提供與上述出射面背對的主要面之背面；及接收上述一次光源所供給的光之入射面，而上述背面具有供光行進方向轉換用之多數突起狀微反射部。上述多數微反射部分別具有包含第一内部反射部及第二内部反射面之轉換輸出部。

314251.ptd 第16頁 1258040 五、發明說明αυ 藉由上述第一内部反射面及上述第二内部反射面，在上述導光板内形成有谷，且上述第一内部反射面及上述第二内部反射面可彼此交會而形成上述谷的谷底。又，上述谷係以行進至該谷之内部輸入光的主要行進方向變深且變廣之方式敞開。因此，產生包含從到達上述谷的内部輸入光在上述第一内部反射面進行内部反射後，進而在上述第二内部反射面進行内部反射而形成之第一内部輸出光；及在上述第二内部反射面進行内部反射後，進而在上述第一内部反射面進行内部反射而形成之第二内部輸出光。根據本發明最基本且最重要的特徵，上述第一内部反射面及上述第二内部反射面具有上述第一内部輸出光及上述第二内部輸出光彼此不平行的傳遞方向，因此，發自上述出射面的射出光係以在分裂的2個方向上具有出射強度峰值之方式傾斜。於此，上述第一内部反射面及上述第二内部反射面係通過上述谷底，且以在垂直於上述出射面的假想基準面上對稱地互朝相反側傾斜為宜。而且，該條件係與上述基本特徵（上述第一内部反射面及上述第二内部反射面具有上述第一内部輸出光及上述第二内部輸出光彼此不平行的傳遞方向，因此，發自上述出射面的射出光係以在分裂的2 個方向上具有出射強度峰值之方式傾斜）皆可成立之條件。（參照後述之實施形態）沿著上述出射面配置光擴散構件，以將在分裂的2個

314251.ptd 第17頁 1258040 五、發明說明（12) 方向上具有出射強度峰值的射出光輸入，且實質地解除上述分裂而輸出。藉由此種刻意形成的峰值分裂及之後再解除峰值分裂之方式，會在各微反射部所生成之内部輸出光束角度擴大，尤指可獲致yz平面内的角度擴大之同時，可抑制射出強度的方向特性上射出光不自然的變弱。因此，可獲致自然且方向偏離小之亮度擴大的照明輸出。又，因為各微反射部所生成之内部輸出光束的行進方向角度擴大，且朝向出射面之内部入射範圍（面積）變廣，所以亦可期待得以緩和與微反射部的形成位置/非形成位置的差異相對應之細微的亮度不均之效果。在此重要的有下列各項：亮度乃至視角擴大及各向同性的改善係分成兩階段來進行，而且解決可稱為第一階段副作用的峰值分裂之機構（光擴散構件），更大幅改善了第一階段的亮度乃至視角擴大及各向同性。換言之，若為引起峰值分裂而選擇微反射部之第一及第二内部反射面的方位，當然也會增加内部輸出光束的角度擴大，故首先在此完成第一階段的亮度乃至視野角度擴大及同向性的改善。進而，可利用光擴散構件來解決第一階段所產生的副作用（峰值分裂），並且可利用光擴散構件具有的光擴散力來改善第二階段的亮度乃至視角擴大及同向性。因此，本發明的特點係：沿著導光板的出射面配置的光擴散構件係兼具副作用解決機構與亮度乃至視角擴大及同向性的改

314251.ptd 第18頁 1258040 五、發明說明（13) 善機構。繼之，本發明適用於具有用以照明液晶面板之面光源裝置的液晶顯示裝置。在此，使用上述改良的面光源裝置來作為面光源裝置。當然，上述面光源裝置的作用及優點可反映在該液晶顯示裝置，而可獲致具有不會偏離特定方向之視角等向擴大的液晶顯示裝置。再者，隨著面光源裝置之細微亮度不均的降低，亦可改善液晶顯示裝置的顯示品質。【實施方式】以下，說明本發明實施形態之液晶顯示裝置。首先，第9圖（a) 、（ b)係以與第1圖（a) 、（ b)相同的描繪形式來表示其概略配置，而第9圖（a)係由導光板的背面所觀察的俯視圖，第9圖（b)係於第9圖（a)中由左方所觀察的侧視圖。如第9圖（a) 、（ b)所示，一次光源、導光板及液晶顯示面板的基本配置關係大致與第1圖（a) 、（ b)所示者相同，而不同之處係在於：將導光板1 0換成導光板 3 0，且在導光板3 0及液晶顯示板PL之間介裝有光擴散板 DF。導光板3 0係與導光板1 0相同，係由丙烯酸樹脂、聚碳酸酯（PC)、環稀烴類樹脂等透光性構件構成。導光板3 0 的一個側端面係提供入射面3 2。棒狀的一次光源（冷陰極管）L 1係沿著入射面3 2配置以將光供給至入射面3 2。導光板3 0—側的主要面係提供出射面3 3，而另一側的主要面係

314251.ptd 第19頁 1258040 五、發明說明（14) 提供背面3 2。背面3 4上設置有多數微小突起狀的微反射部8 0。在出射面3 3的外側配置有習知的液晶面板P L，如上所述，在出射面3 3及液晶面板P L之間配置有光擴散薄板D F。而且，第 9圖（a)中省略微反射部8 0描繪或尺寸顯示的例示皆與第 1圖（a) 、（ b)相同。發自一次光源L1的光會通過入射面32而導入導光板30 内。當傳遞於導光板3 0内的光進入微反射部8 0内時，隨著内部反射會進行方向轉換而產生朝向出射面3 3的光。與採用導光板1 0之習知例相同，原則上内部反射會發生2次。微反射部8 0在導光板3 0的背面3 4上的排列位置係與第 2圖所示相同。換言之，第2圖中，在括弧内參考號碼所示的導光板3 0背面3 4上，微反射部8 0 (括弧内的參考號碼）的被覆率分布具有隨著遠離入射面3 2而逐漸增加的趨勢。此外，在接近棒狀之冷陰極管L1的電極部ELI、EL2的隅角部C、D中，另以高被覆率形成微反射部8 0。藉由如此的被覆率分布，可防止與入射面3 2的相隔距離所產生的亮度變化，以及隅角部C、D中亮度不足的情形。各微反射部8 0係具有四角錐形狀並由代表背面3 4的一般面（假設除去微反射部80以外的面）突出。基本上，各微反射部8 0的姿勢大致與習知例所說明者相同，僅有形狀稍微不同。因此，雖可滿足上述條件1至條件3中的條件1、條件2，但無法滿足條件3。亦即，上述

314251.ptd 第20頁 1258040 五、發明說明（15) 習知例中，各微反射部係以滿足上述條件1至3的基準配置 (參考第4圖（a)至第4圖（c))而採用者，而在保持基準姿勢的狀態下（s = t = r = 0度）可賦予形成非平行的内部輸出光之形狀。如上述之微反射部80與第4圖（a) 、（ b) 、（ c)具有相同的描繪形式，以第10圖（a) 、（ b) 、（ c)來表示光線P卜P 2變換成内部輸出光Q卜Q 2而從出射面3 3射出的狀態。第1 0圖（a)係由+z方向所觀察的圖，第1 0圖（b )係由+y方向所觀察的圖，第1 0圖（c)係由+x方向所觀察的圖。與微反射部2 0相同，各微反射部8 0係由背面3 4突起而形成四角錐狀的微小突起。與微反射部2 0的内部反射面 2 1、2 2相對應的斜面係為第一内部反射面8 1、第二内部反射面82。藉由兩内部反射面81、8 2而在導光板3 0的内部形成有谷，而兩斜面8卜82係交會於谷底85。若由導光板30 的外側觀察谷底8 5，該谷底8 5則成為突起的稜線部。接近入射面3 2的一側亦具有一對斜面8 3、8 4，而藉由斜面8 3、 8 4的交會可形成稜線8 6。與第4圖（a)至（c)的情況相同，P1係表示依第1内部反射面8 1、第2内部反射面8 2的順序進行内部反射的内部輸入光，反之，P 2係表示相反地依第2内部反射面8 2、第1内部反射面8 1的順序進行内部反射的内部輸入光，且光線P卜P 2係與主要朝該微反射部8 0行進的方向平行。如第1 0圖（a) 、（ b) 、（ c)所示，光線P1所代表

314251.ptd 第21頁 1258040 五、發明說明（16) 的内部輸入光係依微反射部8 0之斜面8 1、8 2的順序陸續進行内部反射，而生成朝向出射面3 3的内部輸出光（第一内部輸出光）Q卜同樣地，光線P 2所代表的内部輸入光係依微反射部8 0之斜面8 2、8 1的順序陸續進行内部反射，而生成朝向出射面33的内部輸出光（第二内部輸出光）Q2。以這些第一及第二内部輸出光Q卜Q2為主成分的内部輸出光束會由出射面3 3射出而成為導光板3 0的輸出光。如此，各微反射部8 0的斜面8 1、8 2係具有將内部輸入之光的行進方向加以轉換以作為内部輸出的轉換輸出部。然而，如第1 0圖（C)所示，在此最重要的係：第一及第二内部反射面8 1、8 2的傾斜係以稍微急峻之方式設計。藉此方式，第一及第二内部輸出光Ql、Q 2的傳遞方向 (主傳遞方向）會以小角度偏離之平行關係。對應於此，來自出射面3 3之射出光的射出強度方向特性會產生兩個峰值。換言之，可以選擇内部反射面8 1、8 2的傾斜度以產生此種小角度（最好具有數度左右）的峰值分裂。實際上，由出射面3 3射出的光會擴及到此種代表光線 Q1的周圍及代表光線Q2的周圍，因此，與基準配置的情況 (參考第4圖）相比較，光線從一個微反射部8 0進行方向的分布會呈2次元的擴張。在此應注意：當内部輸出光Q卜Q 2到達出射面3 3時光束已擴張。因此，可抑制對應於微反射部8 0的形成位置/ 空白位置之細微的亮度不均。第1 1圖、第1 2圖係表示本實施形態所採用的微反射部

314251.ptd 第22頁 1258040 五、發明說明（17) 8 0，由一個微反射部所產生之射出強度的角度特性之模擬結果例之圖表。第1 1圖中，橫轴、縱轴的描繪方式係與第 5圖、第7圖相同，第1 2圖中，斜右上軸、斜左上軸的描繪方式則與第6圖、第8圖相同。此外，在光強度的表示方式上，第1 1圖係與第5圖、第7圖相同，第1 2圖則與第6圖、第8圖相同。由第1 1圖及第1 2圖的圖表可獲知：出射方向的峰值係包夾大致正面方向而分裂為二，且兩峰值之間會形成大凹穴（第1 2圖中為鞍部）。但是，可知相較於第5圖、第6圖的情況（基準配置中沒有峰值分裂），隨著峰值分裂可改善土 y軸方向的角度擴張。第1 1圖中的濃淡模樣係為兩個細長橢圓形，且這些橢圓的長軸方向大致對應於+χ軸方向（本實施例中，因模擬條件而與+ X轴方向大致呈4 5度傾斜）。在此，+x軸方向係對應於由出射面3 3的上方所觀察之微反射部8 0的定向方向（谷底部8 5的延伸方向）。而且，本模擬結果中，分裂之兩個峰值的高度不相同係因在參數r ( z轴周圍的姿勢）上使用數度左右的值。此點意指：模擬條件與第1 0圖（a)的描繪具有若干差異，然而應知產生峰值分裂之機制本身的本質並無任何改變。參照第9圖（b)，光擴散薄板DF係沿著導光板30的出射面3 3而配置。因此，如上所述，引起峰值分裂的射出光會由光擴散薄板DF的内側面輸入而從外側面輸出。為了實質解決上述的峰值分裂，應選擇具有所需之光

314251.ptd 第23頁 1258040 五、發明說明（18) 擴散力的光擴散薄板DF。但是，若光擴散力過大則漏光情形會增加，故以選擇可實質解決峰值分裂所需之最小限度、或者具有稍微超過前者的光擴散力為宜。本實施形態中，由如上述之擴散薄板DF的外側面所輸出的光會供給至液晶顯示板PL而成為照明輸出光。而該照明輸出光藉由光擴散薄板DF的光擴散作用可實質地解決峰值分裂，同時，亦會使亮度的角度範圍擴張。第1 3圖、第1 4圖係模擬利用第1 1圖、第1 2圖之圖表所示的出射強度方向特性，由出射面3 3射出的光會以何種方向特性從光擴散薄板DF射出的結果說明例。第1 3圖中，橫軸、縱軸的描繪方式係與第5圖、第7圖及第1 1圖相同，第 1 4圖中，斜右上軸及斜左上軸的描繪方式係與第6圖、第8 圖及第1 2圖相同。此外，在光強度的表示方式上，第1 3圖係與第5圖、第7圖及第1 1圖相同，第1 4圖係與係與第6 圖、第8圖及第1 2圖相同。由第1 1圖之圖表與第1 3圖之圖表的比較，以及第1 2圖之圖表與第14圖之圖表的比較可知：射出方向的峰值合成一個朝向大致正面方向的峰值而解決了分裂的情形。此外，與第7圖、第8圖的情形（基準配置下沒有峰值分裂（與第1 3圖、第1 4圖的假想情形具有相同特性））相比較，亦可改善± y軸方向之角度擴張而接近圓形，而且可獲致最大相對強度區域（最濃部）的特性。而且，濃淡模樣之橢圓的長軸方向大致對應於+x轴方向（本實施例中，因模擬條件而與+ X軸方向大致呈4 5度傾

314251.ptd 第24頁 1258040 五、發明說明（19) 斜）。而且+ X轴方向係對應於由出射面3 3的上方所觀察之微反射部8 0的定向方向（谷底部8 5的延伸方向）。將如此改善之照明輸出光特性應用在具有藉此所照明之液晶顯示板PL的液晶顯示裝置，可獲致視角廣且同向性佳的液晶顯示裝置。如本實施形態所示，用以獲致非平行的内部輸出光之内部反射面81、82，其第一内部反射面81及第二内部反射面8 2係通過谷底部8 5，且可以不在垂直於出射面3 3的假想基準面上對稱地互朝相反側傾斜。例如：即使令微反射部8 0的姿勢繞著y軸作小角度的轉動，也可在特殊條件以外維持峰值分裂。最後，補充說明關於背面3 4上之微反射部8 0的定向 (z軸周圍）。就多數的微反射部8 0而言，X軸係與入射面 3 2垂直（與第3圖中的X軸對應），而在以隅角周邊為中心的部分，一 X軸的方向會朝入射面3 2的中央部側傾斜。第1 5圖係表示此例子之隅角部C (參佐第2圖）的周邊之例子。箭號群係表示各部位之+ X軸方向的分布。又，如第1 6圖所示，採用自隅角部6 2供給一次光的配置，如圖所示在導光板6 0的背面6 4上排列微反射部8 0時， + x軸方向的分布係如第1 7圖所示。第1 7圖中，網狀的曲線群係表示連結微反射部的排列位置的線群，而格子點「·」係微反射部的配置位置。配置於各格子點之微反射部8 0的姿勢係在與上述實施形態相同的形態下，從基準姿勢偏離。

314251.ptd 第25頁 1258040 五、發明說明（20) 由以上的詳細說明可獲知：根據本發明可提供一種可擴張從微反射部的輸入側觀察之左右寬度方向的視角，同時也可抑制對應於微反射部的形成位置/空白位置之細微的亮度不均之導光板。而且，將該導光板適用在面光源裝置及液晶顯示裝置，可抑制細微的亮度不均。再者，就面光源裝置及液晶顯示裝置而言，亦可期待得以緩和與微反射部的形成位置/非形成位置的差異相對應之細微的亮度不均之效果。

314251.ptd 第26頁 1258040 圖式簡單說明第1圖係將採用具有微反射部之導光板的面光源裝置適用於背光照明的液晶顯示裝置之基本配置（習知例），而第1圖（a)係由該導光板的背面側所觀察之俯視圖，第 1圖（b)係由第1圖（a)的左側所觀察之側視圖。第2圖係第1圖（a) 、（ b)中及第9圖（a) 、（ b) 中所示之導光板背面上之微反射部2 0的排列例子。第3圖係表示抽出習知例的一個微反射部，並以透視的斜視圖來表示由内部傳遞光形成内部輸出光的情形。第4圖係表示内部輸入至以基準配置所使用之微反射部的代表光線P 1、P 2，第4圖（a)係由+z軸方向所觀察的光路，第4圖（b)係由 + y軸方向所觀察的光路，第4圖（c)係由+x軸方向所觀察的光路。第5圖係表示以基準配置所使用之微反射部，由一個微反射部所產生之射出強度的角度特性之模擬計算結果例之圖表，而光強度（CO S修正後）係以階段的濃淡來描繪。第6圖係依據與第5圖相同的模擬計算結果而製成的圖表，而光強度（C0S修正後）係以階段的濃淡及3次元的等亮度曲線群來描繪。第7圖係在第5圖所示的情況中，以假設再配置光擴散薄板的模擬而求得的計算結果例之圖表，而光強度（C0S 修正後）係以階段的濃淡及3次元的等亮度曲線群來描繪。

314251.ptd 第27頁 1258040 圖式簡單說明第8圖係依照與第7圖相同的模擬計算結果所製成的圖表，而光強度（C0S修正後）係以階段的濃淡及3次元的等亮度曲線群來描繪。第9圖（a)係由導光板的背面側觀察本發明一實施形態之液晶顯示裝置的基本配置之俯視圖，而第1圖（a)中由左方所觀察的側視圖。第1 0圖係表示内部輸入至第9圖所示的實施形態所使用之微反射部的代表光線P卜P 2，第1 0圖（a)係由+ z軸方向所觀察的光路，第1 0圖（b)係由+y軸方向所觀察的光路，第1 0圖（c)係由+x軸方向所觀察的光路。第1 1圖係表示第9圖所示的實施形態所使用之微反射部，由一個微反射部所求得之出射強度的角度特性之模擬計算結果例之圖表，而光強度（C0S修正後）係以階段的濃淡來描繪。第1 2圖係依據與第1 1圖相同的模擬計算結果而製成的圖表，而光強度（C0S修正後）係以階段的濃淡及3次元的等亮度曲線群來描繪。第1 3圖係在第1 1圖的情況中，以假設再配置光擴散薄板的模擬而求得的計算結果例說明，而光強度（C0S修正後）係以階段的濃淡來描繪。第1 4圖係依照與第1 3圖相同的模擬計算結果所製成的圖表，而光強度（C0S修正後）係以階段的濃淡及3次元的等亮度曲線群來描繪。第1 5圖係表示以隅角部C的周邊為例之X軸方向與入射

314251.ptd 第28頁 1258040 圖式簡單說明面的關係圖。第1 6圖係說明以由導光板的隅角部供給一次光的配置為例之圖。第1 7圖係第1 7圖的情況之X轴方向的分布圖。 10 ' 30 > 60 導光板 12 > 32 入射面 13、 33 出射面 14 、34 背面 20 ^ 80 微反射部 2卜 81 斜面 ( 第一内部反射面） 1 11、 82 斜面 ( 第二内部反射面） 1 23〜 24、 83〜 84斜面 25^ 85 谷底部 26 > 86 稜線 C、 D 隅角部 DF 光擴散薄板 ELI 、EL2 電極部 L1 一次光源 (冷陰極管） P卜 P2 光線 PL 液晶顯示板 Q卜 Q2 内部 fm 出光（Q1第一内部出光 Q2第 _ 一内部輸出光）

314251.ptd 第29頁

Claims

I Jr rc 案號、191135930 修正六C _甲諝專荆範圍 1. 一種面光源裝置，係包含有一次光源，及接收上述 « 次光源上上述出一次光上微反射上及第二藉面，在面及上谷底；上方向變因上述第二内部光；及在上述内部輸上上述第行的傳所供給的光之導光板，其中，述導光板具有：提供主要面的出射面；提供與射面背對的主要面之背面；及用以接收由上述源所供給的光之入射面；述背面具有供光行進方向轉換用之多數突起狀部；述多數微反射部分別具有包含第一内部反射面内部反射面之轉換輸出部；由上述第一内部反射面及上述第二内部反射上述導光板内形成有谷，且上述第一内部反射述第二内部反射面可彼此交會而形成上述谷的述谷係以行深且變廣之此，產生包一内部反射反射面進行在上述弟《— 第一内部反出光之内部述第一内部一内遞方部輸出向，因進至該谷之内部輸入光的主要行進方式敞開，含從到達上述谷的内部輸入光，在面進行内部反射後，進而在上述第内部反射而形成之第一内部輸出内部反射面進行内部反射後，進而射面進行内部反射而形成之含第二輸出光束；反射面及上述第二内部反射面具有光及上述第二内部輸出光彼此不平此，發自上述出射面的射出光係以

31425]修正版.ptc 第30頁 1258040 修正 _案號 91135930 六、申請專利範圍在彼此分裂的2個方向具有出射強度峰值之方式傾斜；沿著上述出射面配置有光擴散構件，將在上述彼此分裂的2個方向具有出射強度峰值的射出光輸入以解除上述分裂，使之朝一個方向輸出具有出射強度峰值的光。 2.如申請專利範圍第1項之面光源裝置，其中，上述第一内部反射面及上述第二内部反射面係通過上述谷底，且在垂直於上述出射面的假想基準面對稱地互朝相反側傾斜。

3. —種液晶顯示裝置，係具有用以照明液晶面板之面光源裝置，其中，上述面光源裝置係包含：一次光源，及接收由上述一次光源所供給的光之導光板：上述導光板具有：提供主要面的出射面；提供與上述出射面背對的主要面之背面；及用以接收由上述一次光源所供給的光之入射面；上述背面具有供光行進方向轉換用之多數突起狀微反射部；

上述多數微反射部分別具有包含第一内部反射面及第二内部反射面之轉換輸出部；藉由上述第一内部反射面及上述第二内部反射面，在上述導光板内形成有谷，且上述第一内部反射面及上述第二内部反射面可彼此交會而形成上述谷的谷底；

31425〗修正版.ptc 第31頁 1258040 f斗年 7月f冬曰修正 _案號 91135930 六、申請專利範圍上述谷係以行進至該谷之内部輸入光的主要行進方向變深且變廣之方式敞開，因此，產生包含從到達上述谷的内部輸入光，在上述第一内部反射面進行内部反射後，進而在上述第二内部反射面進行内部反射而形成之第一内部輸出光；及在上述第二内部反射面進行内部反射後，進而在上述第一内部反射面進行内部反射而形成之含第二内部輸出光之内部輸出光束；

上述第一内部反射面及上述第二内部反射面具有上述第一内部輸出光及上述第二内部輸出光彼此不平行的傳遞方向，因此，發自上述出射面的射出光係以在彼此分裂的2個方向具有出射強度峰值之方式傾斜；沿著上述出射面配置有光擴散構件，將在上述彼此分裂的2個方向具有出射強度峰值的射出光輸入以解除上述分裂，使之朝一個方向輸出具有出射強度峰值的光。

4.如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中，上述第一内部反射面及上述第二内部反射面係通過上述谷底，且在垂直於上述出射面的假想基準面對稱地互朝相反側傾斜。

314251修正版ptc 第32頁