TWI309323B - Backlight unit and lcd display apparatus using the same - Google Patents

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1309323 15737pif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本1明疋關於給液晶元件等提供背面照明的背光裝 置以及裝配有此背光裝置和液晶顯示it件的液晶顯示裝 置。 【先前技術】 以往，液晶顯示裝置是用於攜帶電話等的顯示裝置。 為從液晶元件背面照明，這種液晶顯示裝置中使用了具有 光源和誘導由光源發$的光的導光㈣背光裝置。 圖1 (a)是以往的導光板的俯視圖。圖1 (b)是以 往的導光板的側視圖。圖l(c)是以往的導光板的立體圖。 圖中同時表示出了作為光源的發光二極體1〇2。 導光板101是用PMMA或聚碳酸酯等透明材料製 成’基本上成平面板狀。其上面和下面分別為出射面103 和反射面104’ 一個側面為入射面1〇5。反射面1〇4是由能 使自入射面入射的光向出射面103反射的反射元件106所 形成。 自作為光源的發光二極體102發出的光由入射面105 進入導光板101。進入導光板101的光在與出射面103之 間的夾角以及與反射面104之間的夾角達到臨界角之前， 在導光板101内部之出射面（103)和反射面（104)上反 復地進行全反射傳播。形成在反射面104上的反射元件1〇6 的作用是使光偏向出射面103方向。在導光板内部傳播的 光，每經過反射元件106反射一次就向出射面1〇3方向偏 1309323 15737pif.doc 向一些，當和出射面103之間的夾角超過臨界角時，光 出射面103射出。這種從側面的入射面1〇5射入的光由 面即出射面103射出的導光板101被稱為側邊入光 ^ 泛使用在攜帶電話等設備中。 汽 圖2是以往的導光板以及背光裝置的使用狀態的 示意圖。 如 導光板101是裝配在液晶顯示元件1〇7的正下方。出 射面103的位置是隔著光學膜108且正對著液晶顯示元件 107的底部109。發光二極體102發出的光從入射面 射入導光板101。 從入射面105射入導光板101的光，在與出射面1〇3 之間的夾角以及與反射面104之間的夾角達到臨界角之 前，在導光板内部出射面103和反射面1〇4上反復地進行 全反射傳播。形成在反射面104上的反射元件1〇6的作用 是使光偏向出射面103方向。在導光板101内部傳播的光， 每經過反射元件106反射一次就向出射面1〇3方向偏向_ 些，當和出射面103之間的夾角超過臨界角時，光由出射 面103射出。 自導光板101的出射面103射出的光通過光學膜ι〇8 射入液晶顯示元件107的下面109。為使得光能夠垂直射 入液晶顯示元件107的下面109，光學膜108使自導光板 101射出的光向液晶顯示元件107方向立起。 另外，一部分入射到導光板101的光與反射面104之 間的夾角達到臨界角時，會從反射面104射出。為了再次 1309323 15737pif.doc 利用這部分漏出的光’在與導光板的反射面對向的位置上 設置反射體。從導光板漏出的光被反射體反射’又從導光 板的反射面射入導光板後’再從導光板的出射面射出。 有關記載以往技術的專利檔例如有日本特開 2000-222924號公報，日本特開2000-2114264號公報。 如圖1 (a)〜圖1 (c)和圖2所示，以往的技術構造 通常是，在導光板101上形成的反射元件106是位於和^ 晶顯示元件107 —側出射面103相對的反射面104上。彳g 出射面103射出的光經過光學膜1〇8射入液晶顯示元件 107的下面109。 圖3疋自以往的導光板射出光的分佈俯視示意圖。 例如，光源發光二極體102發出的光由入射面105射 入導光板101，但是在入射面105附近，由於點光源發光 二極體102發出的光以扇面狀展開並在導光板101内傳 播，導致在相鄰發光二極體1〇2之間的部分產生了暗區 113。而且’由於發光二極體1〇2發出的光在入射面1〇5 附近強弱不均’容易發生被稱之為暗點111的明暗交錯、 斑點現象以及輝線112等現象。 特別針對暗點111、輝線112分析的結果發現，暗點 111、輝線112主要是由在導光板的出射面和反射面上反復 全反射後’從出射面射出的光所引起。經反射體反射’來 自導光板反射面的漏出光對暗點111、輝線112的影響不 大。 【發明内容】 1309323 15737pif.doc 本發明是鑒於上述情況所提出。其目 利用效率的背光裝置以及裝配有背光裝繼 為解決上述課題’本發明的背光襄置是至+ 源’導光板以及反射體的裝置。其導光板的特徵是入射 面在導光板的側面，在面向液晶顯示元件—側導^板的上 面有反射元件。 這樣的結構能使在以往的結構下產生暗點、輝線的 光，即不經過反射體就從出射面射出的光的—部分導向反 射體。導向反射體的光經過反射體反射後，通過導光^從 導光板出射面射出，再經過光學膜偏向射入液晶顯示元 件。這樣，通過增加經過反射體的光量，使產生:點或輝 線的光強分佈不均的現象得以緩和。 換句话說’就上述導光板，設從出射面射出光的全光 量為A ’其中自導光板的下面向反射體射出光的光量為 B，當滿足關係式BS0.25A時，可以得到光強不均現象得 以緩和的背光裝置。光的強度不均是產生暗點或輝線的I 因。 、 在以往的背光裝置中，因為導光板的下面是反射面， 自導光板的下面射出的光被視作“漏出光’’，所以有採用反 射體儘量防止浪費漏出光的方案。對此本發明是以特意增 加自導光板的下面向反射體射出的光量’這種與以往戴然 不同的技術思想下完成的。 ~ 有關本發明的背光裝置是至少含有光源、導光板以及 1309323 15737pif.doc 反射體的裝置。導光板是有接受自光源的光射入的入射 面、與此入射面大致垂直並與反射體相對的下面，以及與 下面相對的上面。導光板使由入射面射入的光在導光板的 上面和導光板的下面上全反射傳播。導光板上面上有與導 光板形成一體的反射元件。此反射元件使來自導光板的下 面的光向反射體方向反射出去。 使上述自導光板的下面射出的光反射回導光板的反 射槽在反射體的表面上設置較佳。 上述反射體的表面上以鍍金屬薄膜為佳。

上述導光板用聚曱基丙烯酸甲酯、聚烯烴樹脂、聚碳 酸酯、或這些材料的混合物製造為佳。 K 土 上述導光板的上面與下面間的距離在0.3〜3〇mm為 上述反射元件在上述導光板的上面切與入射面基 本平行的許多V字槽構成為佳。 對於上述反射元件，從上述導光板的内 上、面導板的上面的夾角θΐ在G.2〜5。為佳。 述苐—面和導光板的上面的夾角Θ2在90。以下為佳。 上述導光板的下面和異向性擴散圖案一: 上述異向性擴散圖案以表面凹凸全像為佳。’、 上、十、f與上述導光板上面相對的位置上放置光學膜，#白 之導光板射出的光儘量偏向導光板上方= 1309323 15737pif.doc 與本發明有關的液晶顯示裝置是指含有上述背光裝 置和用此背光裝置照明的液晶顯示元件的裝置。 本發明可以提高背光裝置以及液晶顯示裝置的光利 用效率。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 以下，對有關本發明的導光板以及背光裝置的實施方 式參照示意圖做詳細說明。 為簡單起見，本實施方式示意圖上的符號通用。此 外，本實施方式的圖示為說明本發明所用，不精確反映各 部分尺寸的比例。 為參照方便，圖中使用XYZ直角坐標系。在導光板 的光的傳播方向上，設沿導光板的上面（或下面）的兩個 邊為X軸和Y軸。設Z軸為導光板的上面（或下面）的 法線方向。把Z轴的正方向稱為上，負方向稱為下。 圖4 (a)是光源發光二極體一側的側視圖。圖4 (b) 是從與圖4 ( a )相垂直方向看去的側視圖。 本液晶顯示裝置由作為光源的發光二極體2、導光板 1、反射體10、光學膜8和液晶顯示元件7構成。導光板1 傳導自發光二極體2射入的光100。反射體10是設置在與 導光板1大致平行的位置上，反射由導光板1射出的光 100。光學膜8是設置在導光板1的正上方，與導光板1 1309323 15737pif.doc 大致平行的位置上，使經反射體10反射後透過導光板i 的光100向液晶顯示元件7方向垂直傳播。液晶顯示元件 7是隔著光學膜8設置與導光板1相對且大致平行的位置 上。光100經光學膜8射入液晶顯示元件7。 本液晶顯示裝置内’發光二極體2、導光板1、反射 體10和光學膜8構成從液晶顯示元件7背面照明的背光裝 置。 圖5 (a)是導光板的俯視圖。圖5 (b)是導光板的 側視圖。圖5 (c)是導光板的立體圖。圖中同時表示出了 作為光源的發光二極體2。 導光板1由具有-定折射率的透明材料製成。導光板 的形狀大體為板狀。其上面3與下面4基本上為矩形。參 照上述坐標系，導光板1是指與χγ平面基本上平行的上 面3與下面4之間的部分，其一端光射入的部位為入射面。 為改善暗點、輝線以及光源發光二極體2間的暗區， 反射元件6設置在與液晶顯示元件7相對的上面3上，以 減少或避免自反射元件6的反射光直接向液晶顯示元件7 方向射出。經反射元件6反射的光1〇〇向反射體1〇偏向 後，再從導光板1射出。也就是說，導光板丨使光線向反 射體10方向傳播。 XY平面内自發光—極體2射入導光板1的光1〇〇 , 經反射元件6反射向-Z軸方向偏向。其反射元件6是和液 晶顯示元件7 —侧導光板1上面3 —體成型的。其中一部 分光透過與上面3相對的下面4到達反射體1〇的表面。 1309323 15737pif.doc 導光板1的上面3和與其相對的下面 也可以是粗糙面。本實施方式是用異向性擴散可= 見面’

、佳半S t 的。採用異形擴散圖案居18导A 進-步減少暗點、輝線以及光源發光二極體^^為 異形擴散圖案層18在下面4上由具有異^ =區。 (異向性擴散圖案）报士 , Λ 頁異向性的全像 ^ >、形成。為和立體全像相區別， ΐ=:Γ全像。異形擴散圖案層18的異向擴=

極體2之間的方向上(γ軸方向)： 二在入射面5以及與入射* 5相對的反入射面15之: 向）擴散較小。另外，異形擴散圖案層i :由表面凹凸全像形成的凹凸圖案和導光板丨一宰體= 後，光^成的反射元件6反射並偏向 與上面3相1 1散圖案層18。其異形擴散圖案層W 形擴宏晶，疋和下面4 一體成型的。一部分光透過異 只政圖案層18時被擴散並達到反射體1G的表面。

為彌補光源發光二極體2間光線強度不足的問題，經 反射元件6反射的光1〇〇在光源發光二極體2之間的方向 上被大幅度擴散。經異形擴散圖案層18後，擴散成接近擴 圓形並向反射體10射出。 反射元件6的作用是反射來自入射面5的入射光並使 其偏向異形擴散圖案層18。反射元件6從導光板1 的一個 側面到另一個側面之間連續或間斷地形成。反射元件6的 大部分是用作反射光線。因此，像本實施方式這樣具有反 12 1309323 15737pif.doc 射元件6的上面3,提高了入射光向異形擴散圖案層18方 向的反射率，增高了導光板1的光利用效率。 · 别面所述形狀的導光板1是使用PMMA、聚稀烴樹脂 . 或聚礙酸酯等材料，向模具内喷射成型製成地。 圖6 (a)是一種反射體的斜視示意圖。6 (a)是另一 種反射體的斜視示意圖。 反射體10作用是反射自導光板1的反射元件6傳播 過來的光線。反射體上由能使光線向導光板1的上面3的 修 特定方向傳播的反射槽16形成。另外為提高反射率，反射 體10的反射槽形表面用銀等金屬蒸鍍層17形成。 反射體10的反射槽16所採用形狀是使光線有效地在 增強導光板1與液晶顯示元件7之間的光學膜8的正面亮 度方向上射入。到達反射體10表面形成的反射槽16以及 · 其表面的金屬蒸鍍層的光線，經鏡面反射後，以與入射光 . 不同的角度或改變方向射出。 反射體10上形成的反射槽16的形狀可以不完全一 致。改變導光板1入射面3附近的形狀及其他部分的形狀，馨 可附加其他的功能。例如，入射面3附近採用主要使光擴 散的形狀’而其他部分採用不同的形狀，比如使自導光板 1向反射體10射出的光線有效地返回導光板1内部，或者 使光線以有效地反射向與導光板1成為一體的反射元件6 的角度射出。另外，適當改變反射體上反射槽16的形狀， 可集中光線從導光板1射向液晶顯示元件7。 上述結構使本實施方式能提供改善以往存在的導光 13 1309323 15737pif.doc 板1入射面3附近的暗點、輝線以及光源發光二極體（2) 間暗區的等問題的背光裝置以及液晶顯示裝置。 - 圖7是導光板各部分的尺寸示意圖。 . 上面3與異形擴散圖案層18之間的距離a 一般由光 源發光二極體2的種類（特性）決定，在0.3〜3 〇mm之 間，0.5〜l.〇mm之間較佳、0.6〜〇.8mm之間更佳。反射 元件6的第一面心與上面3的夾角01在〇.2〜5。之間，〇·3 〜3.0。之間較佳、0.3〜I.5。之間更佳。反射元件6的第二 鲁 面62與上面3夾角Θ2在90。以下’ 50〜87。之間較佳，75 〜80°之間更佳。這裏，從導光板的内部看，第一面心是 向光源發光二極體2 —側傾斜的面，第二面&是向發光二 極體2相反的方向傾斜的面。 相鄰反射兀件6之間的間隔p最好為一定值。範圍在 ' 50〜500μπι之間，50〜25〇μιη之間較佳，1〇〇〜15〇μηι之 · 間更佳。但是’反射元件6之間的間隔ρ一定時，會盥液 晶顯示S件7的元件排狀間產生干涉，而出現干雜 紋。所以，可以有意打亂反射元件6之間的間隔。 φ 圖8是導光板光路示意圖。 自發光二極體2射入導光板1入射面5的光線100和 異形擴散圖案層18或下面4之間的夾角達到臨界角之前， 在有異形擴散圖案層18的下面4和上面3之間，導光板】 内部反復地全反射傳播。 反射兀件6的第—面6]的作用是使反射光偏向異形擴 散圖案層㈣向。和上面3之間，以小角度入射到入射面 14 1309323 15737pif.doc 5的光線每經反射元件6的第一面6】反射一次，就向異形 擴散圖案層18方向偏向一些。當光線和異形擴散圖案層 18之間的夾角超過臨界角時，從異形擴散圖案層18射出。 此外’有一部分在導光板1内部傳播的光和反射元件6的 第一面6]之間的夾角達到臨界角後，成為漏出光從反射面 6射出。 因為反射元件6第一面心的反射使光線逐漸立起，所 以反射元件6的第一面6丨和異形擴散圖案層18之間的夾 角越小，自異形擴散圖案層18射出的光的方向越整齊。 雖然方向整齊的光線容易處理，但是，通過異形擴散圖案 層18的光經反射體10表面上的反射槽16以及其表面的金 屬蒸鍍膜17反射更加偏向，導致光線又向導光板1方向射 去。 此光線在導光板1的異形擴散圖案層18上被進一步 擴散，向上面3傳播。這時’由於設計上使光線和異形擴 散圖案層18以及反射元件6的表面之間的夾角小於全反射 臨界角’所以自反射體10的反射槽16以及金屬蒸鍍膜17 反射的光，從導光板1上面3射出。自導光板1射出的光 線經光學膜8偏向所定的方向，而射入液晶顯示元件7的 下面9。 以下用具體的例子對本發明的實施方式給予說明。本 發明不僅限於說明中所用的形式。對於本實施方式的導光 板1，其反射元件6的形狀是v字槽形，如圖8所示。 反射元件6是從入射面5和上面3的相交處19開始， 15 1309323 15737pif.doc 和上面3之間的夾角（Θ,)為1.7。，其之間的間隔p —定 (p 120μηι)的形式傾斜設置地。傾斜角度要使自入射面 5的光逐漸達到全反射角。為此，導光板1是用加工成反 射元件6的V字槽形的模具噴注形成，並且第一面6ι面向 光源發光二極體（2)，如圖8所示。另外，本實施方式中， 與上面3相對的下面4是和用表面凹凸全像得到的異方性 擴散異形擴散圖案層18 —體成型地。 作為比較例’圖9示出沒有使用表面凹凸全像的異形 擴散圖案層18時，自背光裝置射出光的分佈的俯視圖。光 自導光板1的入射面5入射’透過用鏡面取代異形擴散圖 案層18的下面4，經反射體1〇反射後，從導光板1射出 的光的狀態如圖9所示。圖中可看到有輝線丨2發生。為此， 和反射元件6相對的下面4上，由能夠使光擴散的圖案形 成為佳。最佳形式是在光源發光二極體（2)間的方向上擴 散較大，在反入射面15和作為光源的發光二極體2之間的 方向上擴散較小，從而提高正面亮度。 對於本實施方式的導光板1，異形擴散圖案層18上形 成的全像’使在光源發光二極體2間的方向上擴散較大， 在反入射面15和光源發光二極體2之間的方向上擴散較 小。所用圖案的特性是光源間方向擴散角度的半值為60。， 其他方向擴散角度的半值為1·。 圖10是在異形擴散圖案一體成型層上形成的全像示 意圖。圖11是全像放大200倍的樣子。

如圖10所示，全像在光源發光二極體2間的方向（Y 16 1309323 15737pif.doc

大’反入射面15和光源之間的方向(X =2，、1在光源發光二極體2和反入射面15 之間的方向上，以圖中X軸方向 圓狀的光譜21。 4長軸’形成终多近似橢 -及由與上面3—體形成的v字形反射元件6 向異形擴散圖案層18。其中-部分光線 :反射體1〇方向射出。當V字形反射元件6全反射偏向 :二1形擴散圖案層18時，由於異形擴散圖 案層18疋粗糙面（參照圖m 1 =-部分紐透料形擴散__ 1 射::，全像的擴：使』 達到反射;1〇 極體2_方向大幅度擴散光 P2、出(5上異形擴散圖案層^的點P卜 曰與角度關係的俯視示意圖。圖12⑻ 疋‘光板1上異形擴散圖荦展]δ 佈的立體示意圖。層8的點Ρ2射出光的強度分 的光導έ光二:上f形擴散圖案層18的點ρ卜Ρ2、Ρ3射出 的先’經異純散圖案層18的全像擴散，如橢圓E1、Ε2、 3不意的那樣，在光源發光二極體2間的方向上大幅度擴 ^而在反人射面15和光源發光二極體2之_方向上擴 1。又小。糖圓El、Ε2、Ε3表示擴散後光的強度分佈，其 :圓的長軸方向與短軸方向的比例是可改變的。本實施方 式採用的比例是1 : 60。 17 1309323 15737pif.doc 圖13是原始全像製作裝置的結構示意圖。 異形擴散圖案層18上形成的全像是由原始全像複製 的，具有與原始全像相同的光學特性。 、原始全像的製作裝置由能發出—定波長 雷射的雷射 光源7卜矩形狀開口的光罩72、只容許所需光透過的光罩 73和，使光阻74平行移動的支撲台75構成。 给射光源71要能交替發出紅綠藍(rgb)的雷射。例 如’為製作攜帶電話液晶顯示裝置照明所必需的擴散白光 的全像時m綠藍色雷射分賴総74曝光。因此红 綠藍色雷射由三個分別發出紅綠藍色雷射的雷射光源構 成，根據需要選用不同的雷射光源。 &光罩72的開口上有矩形狀開口的擴散片，擴散片可 以選用毛玻璃。矩形狀擴散#的長邊和短邊的尺寸分別與 光阻74上軸的近似橢圓光譜的短師妹的長短對 應。並且長邊和短邊與短軸和長軸之間存在侧葉變換的 關係。 光罩73用於給光阻74所欲曝光的部分。本實施方式 的全像不是使光阻74 -次全部曝光。為使各部分具有所^ 的擴散特性，而僅對相應部分曝光。通過對各部分反復= 次曝光，而使光阻74的全體曝光。這種多重曝光:紅綠= 色雷射分別進行。經曝光的全像顯影後得到原始全像。^ 為使光阻74對微弱光感度好，並忠實地再光譜， 光阻74是由均勻分佈的高感度感光體厚膜製成地。 支撐台75用於平行移動光阻74。移動支撐台乃來改 18 1309323 15737pif.doc 變光阻74的曝光位置，或調整光罩72、73和光阻74之間 的距離。 圖14是原始全像製作裝置的結構立體示意圖。 光罩81、82相當於圖13中矩形狀開口的光罩72。光 罩81上有狹縫81a。矩形狀開口的短邊由狹缝81a的寬度 決定。光罩82上有三角形開口 82a。上述矩形狀開口的長 邊，是由透過光罩81的狹縫81a的光在通過光罩82上的 開口 82a時，透過領域的最長一邊的長度來決定。另外， 雖然圖中沒有表示，但是光罩81、82開口上的擴散片使透 過光擴散。 光罩83相當於圖13中光罩73。光罩83上有方形開 口 83a。光阻84的曝光範圍由透過開口 83a的光線可達到 的範圍所限制。通過上述改變被曝光位置，並反覆多次曝 光，而使光阻84的全體曝光。 使用圖13和圖14所示的裝置使光阻曝光，顯影後得 到原始全像。這樣製成的原始全像在導光板1成型的模具 中與導光板1的下面4的相應部分上複製凹凸起伏。用複 製有原始全像的模具喷射成型導光板1，可以使作為全像 的異形擴散圖案層18和導光板1的下面4 一體成型。 圖15是由導光板以及光學膜構成的背光裝置的部分 示意圖。 、·對於由導光板1以及光學膜8構成的背光裝置，自導 光，1，上面3射出的光線中含有和上面3之間夹角較小的 成分光線L!、L2。光學膜8的形狀是上面51平坦，下面 19 1309323 15737pif.doc 52 f棱鏡狀。和導光板1上面3之間夾角較小的光線、 L2伙下面52入射光學膜8，以和上面51之間爽角變大的 光= 1’、L2’從光學膜8上面μ射出。光學膜8用這種方 式提尚了向液晶顯示元件7射出光的正面強度。 圖16是光學膜示意圖。

光學膜（棱鏡臈）8例如是用PMMA、聚烯烴樹脂、 聚碳酸酯、光硬化型樹料透明材料製成。與上面Η相對 的下面52上有連續的棱鏡狀反射槽53。光學獏8 # 導光板1的上面3之上。 、°X 上述實施方式為本發明的一個具體例子。本 限定於這-具體例子。κ要不超丨本發明賴圍 於各種物件。另外’本實施方式巾所給出的資料 例’本發明不僅限定於此。 對於上述導光板，若出射面射出光亮度最大時的角度 〇max上的焭度為A，導光板的下面射出光的亮度為β時， 滿足關係式B20.25A為佳。即，對於以往的導光板或背 光裝置來說是“漏出光“的部分的光量占總光量的25%以上 為佳。 以下，對上述光的亮度A和B的測定方法給以說明。 (I)首先，如圖17 (a)所示，由發光二極體201、 導光板202、反射體203和光學膜204構成背光裝置。然 後，在光學膜的出射面的中間上方設置亮度計205。 (Π)亮度計以光學膜的出射面的中央為軸，在出射 面與導光板的入射面之間互成直角的面内旋轉，測定出亮 20 1309323 15737pif.doc 度最大時的角度emax。 (ΙΠ )在角度0max的位置上，測量光學膜的出射面内 - 各點的贵度。這時的亮度記作A ( η )。η代表任意的5〜 10個測量點。亮度Α是各測量點A ( η )的平均值。如圖 17 (b)所示’這樣測量到的亮度a是直接射出的光210 與經反射體的光211之和的亮度。 (IV) 如圖18 (a)所示，把反射體換成反射少的像 黑色膜似的光吸收材料206，在上述角度0max的位置上， 同樣測量η點的亮度c (η)。求出平均亮度c。可以認為 這個亮度C是不包含經反射體的光，而僅是自導光板直接 射出光210的亮度，如圖18 (b)所示。 (V) 從上述亮度a和亮度C，可以求出向反射體方 向射出光（211)的亮度B。即有b=A-C。 · 焭度A和亮度B值由上述方法確定，測量時所需的發 光二極體、光學膜以在前面給與說明，可以用與其相同的 部件。此外，如果反射體的反射率太低，則無法得到準確 數值。所以背光裝置中通常使用反射率高的反射體。本實 鲁 施例中使用了 REIKO公司生產的LUIRE MIRROR 75W05 (產品名；REIKO Co.，Ltd. LUIRE MIRROR 75 W05 )。用 MINOLTA公司生產的光譜色度計cM-2500d，在C光源， 2度視角的條件下’測得LUIRE MIRROR 75W05的反射率 是95.5%。這裏所說的反射率是χγζ色系（別名的CIE1931 色系）的Y值。另外，光吸收部件使用反射率低的材料為 佳。本實施例中使用了美國PERMACEL公司生產的攝影 21 1309323 15737pif.doc 用掩蔽帶P_743。在與測量LUIRE MIRROR 75w〇5相同的 ，件下，測4 P_743的反射率是3 5%。因為掩蔽帶p_743 覓度僅有12.7mm，測量時把掩蔽帶數條並行貼在pET膠 片上之後，剪成適當大小使用。 、對於本發明’計算出的亮度B達到亮度A的25%以 上為佳，30%以上更佳。25%以下時’會出現輝線，入射 面附近的效果不好。並且’亮度B的值是越大，效果越好， 原理上沒有上限（100%)。但是，光入射到導光板後，不 可能直接從出射面全部射出，實際上的上限是6〇0/〇〜7〇〇/〇。 〈實施例1〉 以下實施例是針對測量背光裝置射出的光，測量了自 導光板直接射出的光和經反射體反射後再射出的光之間的 比例。 本實施方式所用導光板1是用聚碳酸酯材料製成，入 射面5水準方向長40mm ’垂直方向長50mm，厚0.7mm。 形成在導光板1上面3上的反射體6的參數如圖7所示，Θ! = 1·5°，θ2=35° ’ ρ=150μιη。導光板1下面4上的異形擴 散圖案層18是由60度XI度的全像圖案形成。這裏60度xl 度表示向全像面垂直入射的光，相對於入射方向60度xl 度地異向性地擴散出去。 實施例中，亮度計使用的是TOPCONBM-5。測量角 度為上述0max，與導光板出射面的法線方向夾角〇.2°。光 源使用的是4個日亞化學公司生產的NSCW335。反射體 使用了 REIKO公司生產的LUIRE MIRROR 75W05。光學 22 1309323 15737pif.doc 膜採用頂角為63度的棱鏡臈，棱鏡向下放置。另外，反射 體一侧有吸收光的情況發生時，在反射體的位置上放置了 PERMACEL公司生產的攝影用掩蔽帶。 圖19是表示測量導光板正面亮度時，取點位置的俯 視示意圖。如圖中所示，本實施例測量了導光板202出射 面上基本等間隔的9個點P1〜P9。 表1是正面亮度(cd/m2)的測量結果。 [表1]正面亮度(cd/m2)的測量結果 位置 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 平均 反射體 3240 3520 3400 2930 3350 3000 2050 2250 2040 2864 吸收體 2230 2260 2080 1740 2040 1820 1194 1271 1088 1747 差 1010 1260 1320 1190 1310 1180 856 979 952 1117 第2行是用LUIRE MIRROR 75W05作為反射體時的 正面亮度。第3行是在反射體位置上放上用P-743製成的 黑色吸收體時的正面亮度。第4行是有反射體時的正面亮 度與用黑色吸收體時的正面亮度的差值。 由表1中的平均值可知，A=2864(cd/m2)、 B=1747(cd/m2)、C=1117(cd/m2)，滿足上述 B20.25A 的關 係。 表2給出由表1的測量結果計算出的不經過反射體由 導光板直接射出光的比例和經過反射體射出光的比例。 [表2]由測量結果計算出的射出比例 位置 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 平均 直接 射出 0.69 0.64 0.61 0.59 0.61 0.61 0.58 0.56 0.53 0.60 經反 射體 0.31 0.36 0.39 0.41 0.39 0.39 0.42 0.44 0.47 0.40 23 1309323 15737pif.doc 第2行是直接射出的比例，由表1中第3行放了黑色 吸收體時的正面亮度值除以第2行有反射體時的正面亮度 值得到。第3行是經反射體射出的比例，由表丨中第4行 的正面亮度差值除以第2行有反射體時的正面亮度值得 到。 第3行中經反射體射出光的比例值在點pi位置上為 最小〇·31，在點P9位置上為最大0.47。 〈實施例2〉 以下說明背光裝置的實施例。 參照圖4，本實施例的背光裝置中，光源2是使用4 個日亞化學公司生產的NSCW335，導光板丨與實施例j 中使用的導光板相同。 光學膜8使用MITSUBISHI RAYON公司生產的 M165棱鏡膜’棱鏡面面向導光板1設置。反射體1是蒸 鑛在斷面為頂角90度，間隔50μπι的直角三角形棱鏡膜上 的一層厚1000人的銀膜。棱鏡的棱線方向與入射面5正六 設置。 父 就本實施例的背光裝置，從光學膜8的上面對經反射 體1〇的射出光進行了觀測。其結果顯示，入射面'5附近 30%的光來自反射體。人射面5附近沒有發現 = 不均，效果良好。 必或/刀仰 與上述實施例2的背光裝置構成基本相同，只是導光 24 1309323 15737pif.doc 板1上下翻轉了—下。導光板丨設置方式是異形擴散圖案 層18所在的下面4面向光學膜8’反射元件6所在的上面 3面向反射體1〇。 從光學膜8的上面對比較例1中背光裝置的出射光進 . 行了觀測。其結果顯示，入射面5附近有微弱的輝線。 〈比較例2〉 與上述實施例2的背光裝置構成基本相同，只是改變 了反射體10的表面形狀。反射體10的表面形狀 =· 鏡狀’而是用鏡面狀。 從光學膜8上面對比較例2中背光裝置的出射光進行 了觀測。其結果顯示，在入射面5附近有明顯的輝線。 _ 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 . 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 g 圖1 (a)〜圖1 (c)是以往的導光板的外觀示意圖。 圖2是以往的導光板以及背光裝置的使用狀態的剖 示意圖。 圖3是自以往的導光板射出的光的分佈俯視示意圖。 圖4 (a)〜圖4 (b)是實施方式的液晶顯示裝置結 示意圖。 圖5 (a)〜圖5 (c)是導光板示意圖。 25 1309323 15737pif.doc 圖6 (a)〜圖6 (b)是反射體示意圖。 圖7是導光板各部分的尺寸示意圖。 圖8是導光板光路示意圖。 圖9是作為比較例，沒有表面凹凸全像的異形擴散圖 案層的狀態下，背光裝置出射光的分佈俯視圖。 圖10是異形擴散圖案一體成型層上形成的全像示意 圖。 圖11是全像放大200倍後的樣子。 圖12 (a)〜圖12 (b)是全像性質說明圖。 圖13是原始全像製作裝置的結構示意圖。 圖14是原始全像製作裝置的結構斜視示意圖。 圖15是由導光板和光學膜構成的背光裝置的部分示 意圖。 圖16是光學膜示意圖。 圖17 (a)〜圖17 (b)是測量自導光板射出光總量的 測量裝置模式圖。 圖18 (a)〜圖18 (b)是測量自導光板射出光量中不 含向反射體方向射出光部分的光量的測量裝置模式圖。 圖19是表示測量導光板正面亮度時，取點位置的俯 視示意圖。 【主要元件符號說明】 101 :導光板 102 :發光二極體 103 :出射面 26 1309323 15737pif.doc 104 :反射面 105 :入射面 106 :反射元件 107 :液晶顯示元件 108 :光學膜 109 :下面 111 :暗點 112 :輝線 113 :暗區 1 :導光板 2:發光二極體 3 :上面 4 :下面 5 :入射面 6:反射元件 6】：第一面 62 :第二面 7:液晶顯示元件 8 ··光學膜 9 :下面 10 :反射體 15 :反入射面 16 :反射槽 17 :蒸鍍層 27 1309323 15737pif.doc 18 :異形擴散圖案層 19 :相交處 21 :光譜 51 :上面 52 :下面 53 :棱鏡狀反射槽 71 :雷射光源 72、73、81、82、83 :光罩 74、84 :光阻 75 :支撐台 81a :狹缝 82a :三角形開口 83a :開口 100 、 210 、 211 :光 201 :發光二極體 202 :導光板 203 :反射體 204 :光學膜 205 :亮度計 206 :光吸收材料 a :距離 p :間隔

El、E2、E3 :橢圓 L!、L2、LI'、L2,:光線 28 1309323 15737pif.doc P1〜P9 :點 max θι、02 :炎角 :角度

Claims (1)

1. Ι309Π 竹年 k’v’R v 79313932|號中文泰丨』範圍 15737pif.doc

   修正日期:97年10月23曰 十、申請專利範圍： 1. 一種背光裝置’至少含有光源、導光板以及反射體， 該導光板具有接受該光源光射入的入射面、與此該入射面 大致垂直並與該反射體相對的下面，和與此下面相對的上 面’並且該導光板的上面上設置有使光自該導光板的下面 向該反射體方向射出而可反射的一反射元件，其中該導光 板的下面是由異向性擴散圖案一體形成的。 2. —種背光裝置，至少含有光源' 導光板以及反射體， 該導光板具有接受該光源光射入的入射面、與此入射面大 致垂直並與該反射體相對的下面，和與此下面相對的上 面’並且當自該背光裝置的出射面在射出光亮度最大的角 度θπιαχ上的亮度為A，自該導光板的該下面射出光的亮度 為B時，滿足關係式B20.25A。 3. 如申請專利範圍第2項所述的背光裝置，其中該導 光板的上面上設置有使光自導光板的下面向反射體方向射 出的反射元件。 4. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的背光裝置， 其中該反射元件是和該導光板一體成型的。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的背光裝置， 其中該反射體在表面上設有一反射槽，使自該導光板的該 下面射出的光向該導光板反射。 6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的背光裝置， 其中該反射體的表面上設有金屬薄膜。 7·如申請專利範圍第1項或第2項所述的背光裝置， 30 7pif.doc

   13093¾ 浚碳酸 其中該導光板用聚曱基丙埽酸甲醋、聚烯烴樹脂 酯、或這些材料的混合物製成。

   8. 如申5月專利範圍第1項或第2項所述的背光襄置， 其中該導光板的上面與下面之間的距離在Q3〜3 〇mm。 9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的背光裝置， 其中該反射元件在上述導光板上面的人射面上以許多大 平行的V字溝構成。

   10.如申請專利範圍第9項所述的背光裝置，其中該反 射元件的樣式是，從±述導光板的_部看，#假設向該 光源二側傾斜的面為第—面’向該祕的反方向上傾斜的 面為第二面時’該第—面和該導光板上面的夾角以^ 〜5 ，該第二面和該導光板上面的夾角θ2在90。以下。 一 11.如申請專利範圍第2項所述的背光裝置，其中該導 光板的下面是由異向性擴散圖案一體形成的。 12. 如申請專利範圍第1項或第11項所述的背光裝 置，其中該異向性擴散圖案是表面凹凸全像。

   13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的背光裝置， 其中與該導光板的上面相對的位置上放置使從該導光板射 出的光儘量偏向該導光板的上面的法線方向的光學膜。 14. 一種導光板，使用在至少含有光源、導光板以及反 射體的背光裝置中，該導光板具有接受光源光射入的入射 面、與此入射面大致垂直並與反射體相對的下面和與此下 面相對的上面， 並且該導光板，當自該背光裝置的出射面在射出光亮 31 I3093^7p,doc η午β >] 修(更)正替換頁 度最大的角度emax上的亮度為a，自導光板的下面射出光 的壳度為B時，滿足關係式B g 0.25A。 15.如申請專利範圍第μ項所述的導光板’其中該上 面上°又置有爿使光線自導光板的下面向反射體方向射出的 反射元件。 16. 如申請專利範圍第μ項所述的導光板，其中該反 射元件是和該導光板一體成型的。 17. 如申請專利範圍第14項所述的導光板，是用聚甲 基丙烯酸曱酯、聚婦烴樹脂、聚碳酸酯、或這些材料的混 18. 如申請專利範圍第μ項所述的導光板，其中該上 面和該下面之間的距離在〇.3〜3.0mm。 19. 如申請專利範圍第14頊所述的導光板，其中該下 面是和異向性擴散圖案一體成变的。 2〇.如申請專利範圍第14頊所述的導光板，其中該異 向性擴散圖案是表面凹凸全像。 21·—種含有申請範圍第Η項至第2〇項中的任何一項 所記述的導光板的背光裝置。 22.—種含有申請範圍第21項所記述的背光裝置的液 晶顯示裝置。 32