TWI266093B - Light guide plate and surface light source device - Google Patents

Description

!266093 ^------ 五、發明說明（1) ""' ------- 【發明所屬之技術領域】 ^明係』於-種導光板及採用料光板之面光源裝 面光i裝ΐ關於一種具有低成本、中心輝度高之導光板及 【先前技術】 液晶顯示器主要應用於各種資訊、通訊、消費產品 等 士们人電腦、液晶電視、行動電話、影像電話、PDA ,因液曰曰顯示态面板本身不具發光特性，需面光源裝置 二其提供均勻且高輝度之平面光，以獲得良好之視覺效

先鈾技術之面光源裝置如第一圖所示，該面光源裝】 、=括導光板1、位於導光板1底面U 一側之反射板2、位 於&光板1光出射面1 2 —側之擴散板3、位於導光板i入光 面1 3 —側之光源6與光源罩7及位於擴散片3 一側之二垂直 =列之稜鏡板4、5。工作時，自導光板J出射之光束通過 汽散板3時會被發散以產生較為均勻之出射光，而該稜鏡 反4、5可會聚自擴散板3出射之光線以提高出射光之輝 度，從而提高液晶顯示器之輝度。然，該面光源裝置丨〇弓 兀件較多，不但增加該面光源裝置丨〇之厚度，且因該元卡 間用透明之樹脂膠黏合，光束經過膠層時將產生能量損 而降低出射光之輝度，進而降低液晶顯示器之輝度。^牵 ，稜鏡板4、5價格昂貴且組合方式較複雜，因此 : 裝置10之成本較高。 九成 2〇〇〇年5月10日公告之中國大陸實用新型專利第

第5頁 1266093 五、發明說明（2) -----— CN992 1 42 1 1號揭示-種將數條梯形狀印刷線設置於 之光出射面之面光源裝置’如第二圖所示。該面 = 20包括導光板21、反射板22、光源24及散光額，其中、 導光板21之光出射面26上設有數條梯形狀印刷線261，其 可於導光板21上產生集光功能，冑而提高整個面光源裝置 20之輝度。然，就印刷式而言，因光線只能沿著印刷線之 方向單向集光，故光線之利用率較低，進而影響 器之輝度。

另，1 999年11月24日公告之中國大陸實用新型專利第 CN98207946號揭示一種導光板，其光出射面設有數排單軸 向稜鏡以改善面光源裝置之輝度，為增強該面光源裝置之 輝度，亦可於光出射面上設置雙軸向稜鏡。然，液晶顯示 器面板通常需要中心輝度較高以匹配觀察者之視覺需要， 而該導光板之出射光之輝度較為均勻，因此無法匹配觀察 者之需要。 有鑑於此，提供一種成本低、中心輝度高之導光板及 面光源裝置實為必要。 / 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種中心輝度高之導光板。

本發明之另一目的在於提供一種低成本、中心輝度高 之面光源裝置。 本發明之導光板包括至少一用以接收入射光之入光 面、一與該入光面相鄰之光出射面及一與該光出射面相對 之底面，其中，該底面包括至少一斜面及一與該斜面相連

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五、發明說明（3) 且平行於該光出射面之表面。 本發明之面光源裝置包括一具有至少一用以接收入射 光之入光面之導光板及至少一設置於對應入光面一側之光 源，该導光板進一步包括一與該入光面相鄰之光出射面及 一與該光出射面相對之底面’其中，該底面包括至少一斜 面及一與該斜面相連且平行於該光出射面之表面。 ” 其中該面光源裝置中導光板之光出射面^進—步設有 V形槽陣列。 v 與先前技術相比’本發明之功效在於：因該底面包括 至少一斜面及一與該斜面相連且平行於該光出射面之^ φ 面，即該底面為梯形，因此入射至導光板之光線主要集中 在中心區域，因此在該中心區域輝度較高，可滿足觀察者 之視角需求。另，該導光板之光出射面上設有¥形槽陣 列，可省略稜鏡片及稜鏡片與導光板之黏膠過程，9不但可 減少元件、簡化製程且避免光線經過膠層引起之光能量損 耗，因此具有該導光板之面光源裝置具有低成本、;=^ 度高之功效。 【實施方式】

請參閱第三圖，本發明之第一實施方式所採用之導光 板30包括用f接收入射光之二入光面31、引導光出射且與 入光面31相父之光出射面32及與該光出射面32相對之底面 33。其中該V光板3 0為雙楔形，且該光出射面32為^形一， 即該出光面32具有與底面33呈一定角度之斜面'π?， 因此入射至導光板3 0之光線將向中心區域反射，因此中心

第7頁 1266093 五、發明說明（4) 區域輝度較高可滿足觀察者之葙 M wj： PA q q 1 #丄 > 視見而求。該底面33設置散 射點陣列33 1，其中每一散射點 月又 形、圓球狀、圓柱狀、正方體二？稜鏡形、點狀、方 如可藉由導光板射出成型一體或二子塔形。該散射點陣列 而成。 由取I 體射出，亦可用印刷法印製 底面第四圖’其與第三圖不同之處在於導光板40之 im、因此入射至導光板40之光線#向中心區域 、& Λ *中心區域輝度較高可滿足觀察者之視覺需求。 =芩閱第五圖’其與第三圖不同之處在於導光板5〇之 設^形㈣列521，目的係使導光板之出 度更南。該V形槽陣列521以相同密度設置於光出射面 比即該V形槽陣列521中每一V形之角度、深度及寬度 二目同，士相鄰V形槽之間距亦相同。該ν形槽陣列5 2工亦 乂不^同名度分佈於該光出射面5 2上，其中該v形槽陣列 品^之每一 V形角度、深度及寬度係沿遠離入光面5 1之方向 、牦。該V形槽陣列521之v形角可為70度至11 0度，其中 二化角度為80度至100度。該v形槽陣列521之槽高為2〇 〇〇 //m’其中優化槽咼為40#^至Am。該v形槽陣列 之槽寬為5〇/Zra至200/Zm，其中優化寬度為75//m至 # m。其中該v形槽亦可為梯形、多邊形等其他形狀。該 ^槽β陣列5 21可與導光板5 0 一體射出成型，亦可用化學蝕 ^ 11又化法、雷射直寫法、精密機械加工法及光微影法等方 法製造。 請參閱第六圖’其與第五圖不同之處在於該導光板6〇

第8頁 1266093 五、發明說明（5) "" ' 之底面63為V形。因此入射至導光板6〇之光線將向中心區 域反射，因此中心區域輝度較高可滿足觀察者之視覺需 求，且於該光出射面62上設置V形槽陣列621，因此該導光 板6 0可增強出光輝度。 請參閱第七圖，係本發明導光板第五實施方式之示意 圖。導光板70包括用以接收入射光之二入光面71、引導光 出射且與該入光面71相交之光出射面72及與光出射面72相 對之底面73。其中該導光板70之光出射面72為梯形，其包 括二斜面721、722及一表面723，該二斜面721、722相對 於底面73呈一定角度設置，而該表面723與底面73平行設 置。該光出射面72之梯形設計可使入射至導光板70之光線 向其中心區域反射，因此中心區域之輝度較高可滿足觀察 者之視覺需求。該底面73可設置與第三圖導光板3 0之底面 33相同之散射點陣731。 請參閱第八圖，其與第七圖不同之處在於導光板80之 底面83為梯形，其中該底面83包括與光出射面82呈一定角 度設置之二斜面831、832及一與該光出射面82平行設置之 表面8 3 3。 請參閱第九圖，其與第七圖不同之處在於導光板9 0之 光出射面92上設置V形槽陣列921 ’目的係使導光板90之出 光輝度更高。該V形槽陣列9 2 1以相同密度設置於光出射面 92上，即該V形槽陣列921中每一v形之角度、深度及寬度 皆相同，且相鄰V形槽之間距亦相同。該V形槽陣列9 2 1亦 可以不同密度分佈於該光出射面9 2上’其中該V形槽陣列

第9頁 1266093 五、發明說明（6) 9 2 1之每一 V形之角度、深度及寬度係沿遠離入光面g丨之方 向而遞增。該V形槽陣列921之¥形角為7〇度至n〇度，其中 優化角度為80度至100度。該槽陣列921之槽高為2〇//〇 至100#m，其中優化槽高為4〇//111至6〇//111。該v形槽陣列 921之槽寬為50/zm至200//m，其中優化寬度為75//11}至 125 //m。其中該V形槽亦可為梯形、多邊形等其他形狀。該 V形槽陣列921可與導光板90 —體射出成型，亦可用化學蝕 刻咬花法、雷射直寫法、精密機械加工法及光微影法等方 法製造。 另，亦可於第八圖所示之導光板80之光出射面82上設 置如第九圖所示之V形槽陣列9 2 1，其可使導光板8 〇之出光 輝度更高。 請參閱第十圖，本發明面光源裝置1 〇 〇包括導光板 110、位於導光板110之二入光面111處之光源1〇4、位於該 光源1 0 4外側將其發出之光線反射進入導光板11 〇之反射板 1 05。其中，該光源1 04可為冷陰極螢光燈或LED。該反射 板1 0 5為一半封閉之反射體，其包括一將光源1 〇 4發出之光 線反射至該入光面111進入導光板110之第一部份1〇7及一 將光線反射至底面113進入導光板1 10之第二部份1〇6，其 中該反射板1 0 5相對於該底面11 3與該入光面1 11之表面 1 0 6 1具有較高之反射率，其大致範圍在9 0 %至9 9 %之間。 該表面1061可用離子植入（Ion Plating )法、濺鍍 (Sputtering)法等鑛上銀、鋁、二氧化鈦等具有高反射率 之金屬或其氧化物。

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該導光板1 1 0為雙楔形，其亦可為第九圖所示之形 2 ’或為平板形、楔形等其他形狀。其中該出光面J丨2上 γ又置V形槽陣列1 1 2 1。該ν形槽陣列11 2 1以相同密度設置於 該光出射面11 2上，亦可以不同密度設置，即該ν形槽陣列 112 1之每一 V形之角度、深度及寬度係沿遠離入光面1 1 1之 方向而遞增。該V形槽陣列1121 形角為7〇度至11〇度，

其中優化角度為80度至1〇〇度。該ν形槽陣列1121之槽高為 至lOO^m，其中優化槽高為4〇#ms6〇#m。該v形槽 陣列1121之槽寬為50 /zm至200 //m，其中優化寬度為75 Am 至1 25 //m。其中該ν形槽亦可為梯形、多邊形等其他形狀。 該V形槽陣列1121可與導光板110 一體射出成型，亦可用化 學蝕刻咬花法、雷射直寫法、精密機械加工法及光微影法 等方法製造。 另，该底面11 3設置散射點陣列11 3 1，其中每一散射 點之大小係沿遠離入光面111之方向遞增排列，其離入光 面111越近’其大小越小且分佈越疏；離入光面丨〗1越遠， 其大小越大且分佈越密。該散射點陣列丨丨3丨中每一散射點 可為微稜鏡形、點狀、方形、圓球狀、圓柱狀、正方體或 金字塔形。該散射點陣列11 3 1可藉由導光板丨丨〇射出成型 一體射出，亦可用印刷法印製而成。另，為使光出射面 112輸出之光線更為均勻，可於該光出射面112上設置一擴 散片（圖未示）。 綜上所述’本發明符合發明專利要件，爰依法提出專 利申明。惟^上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡

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第12頁 1266093 圖式簡單說明 第一圖係先前技術面光源裝置之平面示意圖。 第二圖係又一先前技術面光源裝置之立體分解圖。 第三圖係本發明導光板第一實施方式之立體圖。 第四圖係本發明導光板之第二實施方式之平面示意圖。 第五圖係本發明導光板第三實施方式之立體圖。 第六圖係本發明導光板第四實施方式之平面示意圖。 第七圖係本發明導光板第五實施方式之立體圖。 第八圖係本發明導光板第六實施方式之平面示意圖。 第九圖係本發明導光板第七實施方式之立體圖。 第十圖係本發明面光源裝置之平面示意圖。 # 【元件符號說明】 入光面 31， 51， 71， 111 光出射面 32, 52， 62， 72， 82, 92, 112 V形槽陣列 521， 621， 921， 1121 散射點陣列 331 ，731， 1131 反射板 105 第 一部份 107 第二部份 106 表 面 1061 面光源裝置 100 光 源 104 斜面 3 21， 322, 721 ，722， 831， 832 表面 723, 833 導光板30， 40, 50， 60， 70， 80, 90, 110 底面 33， 43， 63， 73, 83, 113

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Claims (1)

1266093 六、申請專利範圍 1. 一種導光板，其包括： 至少一用以接收入射光之入光面； 一與該入光面相鄰之光出射面； 及一與該光出射面相對之底面； 其中，該底面包括至少一斜面及一與該斜面相連且平 行於該光出射面之表面。 2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該底面為 梯形。

3. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該光出射 面設置V形槽陣列。 4. 如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中該V形槽陣 列以相同密度分佈。 5. 如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中該V形槽陣 列之V形角度係沿著遠離該入光面之方向遞增。 6. 如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中該V形槽陣 列之V形槽之槽高係沿著遠離該入光面之方向遞增。 7. 如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中該V形槽陣 列之V形槽之槽寬係沿著遠離該入光面之方向遞增。

8. 如申請專利範圍第5項所述之導光板，其中該V形槽之 角度為70度至1 10度。 9. 如申請專利範圍第6項所述之導光板，其中該V形槽之 槽高為2 0 //m至1 0 0 //m。 1 0.如申請專利範圍第7項所述之導光板，其中V形槽之槽 寬為 50 //m 至 200 //m。

第14頁 1266093 /、、申請專利範圍 11 ·如申請 置散射 1 2 ·如申請 陣列中每一散射 正方體 1 3.如申請 之大小 1 4. 一種面 一導光 一與 對之 至少一 其中， 行於 1 5.如申請 面為梯 1 6.如申請 源之外 反射板 1 7.如申請 射板包 面0 1 8.如申請 出射面 或金字塔 專利範圍 係沿遠離 光源裝置 板，其包 該入光面 底面； 設置於對 該底面包 該光出射 專利範圍 形。 專利範圍 侧設置一 專利範圍第1項所述之導光板’其中該底面設 點陣列。 專利範圍第11項所述之導光板’其中該散射點 點可為微棱鏡形、圓球狀、圓柱狀、 形。 第1 2項所述之導光板’其中該散射點 入光面之方向遞增。 ，其包括： 括至少/用以接收入射光之入光面、 相鄰之光出射面及一與該光出射面相 應入光面一側之光源； 括至少一*斜面及一與該斜面相連且平 面之表面。 第1 4項所述之面光源裝置，其中該底 第1 4項所述之面光源裝置，其中该光 用於將光源發出光線反射至導光板之 專利範圍第1 6項所述之面光源裝置，其中該反 括一相對於該導光板底面之具有高反射率之表 專利範圍第1 4項所述之面光源裝置，其中該光 設置V形槽陣列。

第15頁 1266093 六、申請專利範圍 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所述之面光源裝置，其中該V 形槽陣列以相同密度分佈。 2 0 .如申請專利範圍第1 8項所述之面光源裝置，其中該V 形槽陣列之V形角度係沿著遠離該入光面之方向遞 增。 2 1.如申請專利範圍第1 8項所述之面光源裝置，其中該V 形槽陣列之V形槽之槽高係沿著遠離該入光面之方向 遞增。 2 2.如申請專利範圍第1 8項所述之面光源裝置，其中該V 形槽陣列之V形槽之槽寬係沿著遠離該入光面之方向 遞增。 2 3 .如申請專利範圍第2 0項所述之面光源裝置，其中該V 形槽之V形角範圍為70度至110度。 2 4.如申請專利範圍第21項所述之面光源裝置，其中該V 形槽之槽高為20 //m至100 /zm。 2 5 .如申請專利範圍第2 2項所述之面光源裝置，其中V形 槽之槽寬為50 //m至200 //m。 2 6.如申請專利範圍第1 4項所述之面光源裝置，其中該底 面設置散射點陣列。 2 7.如申請專利範圍第2 6項所述之面光源裝置，其中該散 射點結構為微稜鏡形、圓球狀、圓柱狀、正方體或金 字塔形。 2 8.如申請專利範圍第27項所述之面光源裝置，其中該散 射點之大小係沿遠離入光面之方向遞增。

第16頁 1266093 六、申請專利範圍 2 9.如申請專利範圍第1 4項所述之面光源裝置，其中該面 光源裝置進一步包括一擴散片，其將自光出射面輸出 之光線進行均勻擴散。 «

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