TWI320119B - Surface light source, method for manufacturing the same and apparatus using it - Google Patents

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TWI320119B TW090104536A TW90104536A TWI320119B TW I320119 B TWI320119 B TW I320119B TW 090104536 A TW090104536 A TW 090104536A TW 90104536 A TW90104536 A TW 90104536A TW I320119 B TWI320119 B TW I320119B
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Description

1320119 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 A7
1320119
發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鉍自曰树脂及異丁埽(methacryl)樹脂等透明且折射率大的樹 ,形成,在導光板2的下面以凹凸加工及擴散反射墨的點印 等形成有擴散圖案5。發光部3爲在電路基板6上安裝數個發 光一極體7者,並與導光板2的側面(光射入面2a)相對。反 射板4係以白色樹脂板形成,並以雙面膠帶8將兩側部貼在 導光板2的下面。 一在此種面光源裝置1中,如圖2所示,自發光部3射出,自 光射入面2a導入導光板2内邵的光線,在導光板2的上面(光 射出面2b)與下面之間反覆進行正反射。因而,在射入擴散 圖案5上時被擴散反射’向光射出面2b,以小於全反射之臨 界角的角度射入時,該光線自光射出面2b射出到外部。此 外,由於通過導光板2下面無擴散圖案5位置的光線,係以 反射板4反射,再度射回導光板2内邵,因此可以防止自導 光板2下面的光量損失。 但是,此種構造的面光源裝置丨,雖然構造簡單,光的使 用效率卻差,僅有約20%之自發光二極體7射出的光線係自 導光板2的光射出面2b射出。 、再者,由於此種構造的面光源裝置4,係將對導光板2 之光射出面2b近乎平行方向射出的光線朝向與光射出面汕 垂直的方向,如圖3所示,在導光板2上重複使用擴散板9 ,因此,面光源裝置1的厚度變大,面光源裝置丨不容易小 型化。而且,使用擴散板9時’通過擴散板9的光線爲朗伯 (Lambert)光’因其光線定向特性大,以致正面亮度低,光 的使用效率降低。 _ - 5 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)-------- --------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) li裝 寫太 1320119 A7 B7 五、發明說明(3 ^卜’由於圖丨所示構造的面_裝置卜 個發先二極體7的發光部3,因此,發光部3不 t數 且無法減低面光源裝置丨的耗電。 土 ’ :外,使用發光二極體的面光源裝置,由於其體積小, ^量輕,係使用在行動電話及PDA等移動性高的商品,因 此,從提高移動性方面特別要求電源長壽化,也特別要求 其上使用之面光源裝置的低耗電化。因而逐漸減少使用之 發光二極體的數量。 因此’提出使用一個發光二極體,構造如圖4所示的面光 源裝置11(特開平η·23 1320號)。該面光源裝置"上,係在 楔形 <棒狀構件13的端部,與發光二極體14相對配置有發 光部12,將該發光部12配置成與導光板15的光射入面⑸ 相對。該導光板15也爲楔形,使在其下面設有擴教反射板 17,其係用於使導光板15下面洩漏的光線擴散反射,並射 回導光板15内,使其與導光板〗5之光射出面相對,重 擴散板1 8與稜柱板1 9重疊。此外,在導光板丨5的光射入 15a上形成有稜柱狀圖案16。 採用此種面光源裝羞11時,由於可以由一個發光二極, 14來驅動’因此可以提咼光源的使用效率。但是,如圖 所示’由於係以擴散反射板1 7及擴散板1 §來擴散光線, 致定向性變寬,因定向特性降低造成整個面光源裝置〗j〜 效率不足。再者,因在導光板15上重疊擴散板18及棱柱板 19 ’造成面光源裝置1的厚度變厚,棒狀構件〗3也造成光 1 2變大,不容易小型化。 訂 疊 面 體 以的 源 4 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1320119
、發明說明(4 此外,另外一種使用一個發光二極體的面光源裝置21如 圖6所示。其係與導光板22之光射入面22a的中央部相對, 配置一個發光二極體23,在導光板22的下面,以發光二極 體23爲中心,以同心圓狀配置拱形的擴散圖案24,各擴散 圖案24向與發光二極體23連結方向垂直的方向延伸。 於是’在該面光源裝置21上,自發光二極體23射出的光 線’自光射入面22a射入導光板22,進入導光板22内部。在 導光板22内照射在擴散圖案24的光線,如圖7所示,在擴散 圖案24的界面反射,向導光板22表面之光射出面22b射出, 對光射出面22b,僅以小於全反射臨界角之射入角射入的光 線自光射出面2 2 b射到外部。 但是’擴散圖案24在以光源做中心的圓周方向上同樣的 ,縱使照射在擴散圖案24上,俯瞰其光線行進方向並未變 化,在以光源做中心的圓周方向並無光的擴散作用。因此 ,圓周方向之光線的均勻性僅由圓周方向之光源的光量分 佈,或自光射入面進入導光板内部之光線的光量分佈來決 定。 結果,因該面光源袭置2 1上之圓周方向的光線定向特性 窄’因此,如圖8所示,自導光板22射出之光線的定向性在 導光板22的寬度方向極窄,在長度方向變寬。因而,需要 減少寬度方向定向性的擴散板,使面光源裝置2 1的厚度變 厚。此外,由於擴散板除寬度方向之外,其長度方向也擴 散,因此,長度方向的定向性極差,使垂直方向的亮度減 低0 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) (請先閱讀背面之注意事項 *裝—— 寫本頁) 訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 l32〇ii9 A7 五、發明說明(5 ) 其次,用於前照光的面光源裝置3丨如圖9所示。該面光源 裝置31的導光板32上面,以不同於導光板32的材質或空氣 形成數個縫隙33,與導光板32的側面相對,配置如冷陰極 管的線狀光源34。於是,自線狀光源34射出,並射入導光 板32的光線在缝隙33上被全反射,而自導光板32的下面射 出,並藉由反射型液晶顯示面板35的反射,射回導光板32 ’再通過缝隙3 3之間自導光板3 2的上面射出。 但是,由於此種面光源裝置3丨上無法設置多餘的缝隙33 ,因此光的使用效率低,又因須在導光板32内部形成縫隙 33’因此製造困難。 同樣的,還提出一種在導光板内部形成與其他折射率不 同之數個島狀區域的前照光用的面光源裝置(特開平 7 19 9184號)’不過此種裝置的光使用效率仍然不足,製造 也困難。 此外,其他前照光用的面光源裝置還包括:使用自光源 起逐段變薄的導光板者(特開平1〇_3265 15號)、在楔形狀之 導光板下面設置棱柱板者(特開平1〇-3 下面形成剖面爲矩形的凹凸圖案者(特開平二二^ 在楔形狀導光板的上面設置v形溝狀的溝槽者(特開平 11-64641 號)等。 此種面光源裝置雖然構造較爲簡單,不過光的使用效率 依然不足,且畫面暗。 【發明的揭示】 本發明乏第-目的’在提供一種定向特性優異的面光源 (請先閱讀背面之注意事項 裝 寫本頁) ^1 ^1 ϋ n-^eJ I I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 1320119 五、發明説明(6 裝置及其製造方法。 本發明之第二目的,卢, . 供一種光之使用效車傅g从工 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 光源裝置及其製造方法。 >戍羊優異的面 本發明之第一種面井、艰 „ ± 九/原裝置具有:光源丨及導丼姐,1 先、、泉戎乎擴散至整個光射出面,並自 光射出面射出;其特微力 上曰 .^ f徵在於,自上述導光板射出之光晉中 向測定之,與導綠之光射出面垂直方 定之特定角度内的此T之自某個方向測 用 &域,並非指自某個方向向一邊之 特定角度内的區域,而θ把A 1 疋才日自將某個方向作爲中心之古h 傾斜特定角度的軸,在兮 σ 在忒万向周圍旋轉時之圓錐内部的角 度區域。此外,户斤靖白盆y 斤•^自某個万向觀察的某個角度, 對某個方向形成某個角度。 反係才曰僅 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 根據實驗瞭解’自與圖像顯示裝置之畫面垂直的方向, 向30以外射出的光線損失,使圖像顯示裝置的辨識性降 低。因此’藉由將自面光源裝置射出之大部分光量集中在 與光射出面垂直万向的3〇。α内,將其用在圖像顯示裝置 上時’也可以集中在與畫面垂直之方向的3〇。〃内,可以 提高圖像顯示裝置的辨識性。本發明縱使不在光射出面上 設置棱柱板類’仍可將自導光板射出之光量中的5〇%以上 的光量.照射至與導光板之光射出面垂直方向起測定,在3〇。 以内的角度區域内。 本發明之第—種面光源裝置爲肖於照明反射型顯示元件 的面光源裝置’其具有:光源;及導光板,其係使自該光 -9- 本紙浪尺度適财ϋ目家料(CNS ) Α4規格(210X297公整 1320119 A7 B7 五、發明說明( •原導之光,,泉幾乎擴散至整個光射出面,並自光射出面射 出’其特徵在於,自上述導光板照射至反射型顯示元件上 乙光量中之50%以上的光量,照射在自與導光板之光射出 面垂直方向測定之反射型顯示元件之反射光強度角度分佈 4半値寬以内的角度區域。此時所謂之半値寬係指半値全 寬的一半角度。 以反射型顯示元件及面光源裝置構成反射型液晶顯示裝 置時,當面光源裝置的定向特性變寬時,面光源裝置之反 射光強度角度特性逐漸趨於平穩,當面光源裝置之定向特 性寬於圖像顯示面板之反射光角度特性時,經圖像顯示面 板反射之光在垂直方向的成分強度降低。因此,第二種面 光源裝置,自導光板射出之光量中之5〇%以上射出的範園 ,爲比反射型顯示元件之反射光強度角度分佈之半値全寬 爲窄,面光源裝置之定向特性比圖像顯示面板之反射光角 度特性爲窄’可以提高圖像顯示裝置的正面強度。 本發明之第三種面光源裝置具有:光源;及概略呈長方 形的導光板,其係使自該光源導入之光線幾乎擴散至整個 光射出面,並自光射出面射出;其特徵在於,自上述導光 板射出之光量之中50%以上的光量照射在該射出光之亮度 取大値之1/2以上壳度的角度區域,自導光板長度方向及寬 度方向觀察該角度區域時的寬度均在3〇。以上,7〇。以下 使用概略呈長方形導光板的面光源裝置中,若使射出光 線的大部分集中在最大亮度之1/2以上亮度的區域内,且使 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 項 頁
/ υ 呷,即使運不到理想的 1320119 五、發明說明(8 ) 孩角度寬(全寬)在 性’也能獲得良好的定向特性 本發明之第四種面光源裝置具有:光源;及導光板,其 係使自該光源導入之光線幾乎擴散至整個光射出面,並自 光射出面射出;其特徵在於,自上述導光板照射在垂直區 域的光線亮度低於照射在其周圍之角度區域的光線亮度。 第四種面光源裝置,尤其是使用在反射型圖像顯示裝置 上的面光源裝置中,自面光源裝置洩漏之光線產生之干擾 (Noise)光,谷易受到自面光源裝置射出之光線定向特性的 影響,而以圖像顯示元件反射回的光線(圖像),雖然面光 源裝置之定向特性因圖像顯示元件的擴散特性而改變,卻 不太會改變。因此,將面光源裝置的定向特性在與光射出 面垂直的方向,使亮度低於周圍時,可以減少正面方向的 干擾光,可以提高圖像的辨識性。 本發明之第五種面光源裝置具有:光源;及導光板,其 係使自該光源導入之光線幾乎擴散至整個光射出面,並自 光射出面射出;其特徵在於,上述導光板之外圍區域射出 光線亮度最大的方向與導光板之中央部射出光線亮度最大 的方向比較,傾向於導光板中央的方向。 如第五種面光源裝置,藉由自導光板的位置改變射出光 線亮度最大的方位’可以使其具有鏡頭作用,可以減低面 光源裝置之面内亮度不均勻。例如可以將具有設置在面光 源裝置内面之偏向傾斜角與再射入面的擴散圖案形狀,視 其位置形成些微差異,藉此可以使擴散圖案上具有鏡頭作 -------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項一^寫本頁) B»裝 7^5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 1320119 A7 ----B7 ----- 五、發明說明(9 ) 用0 本發明之第六種面光源裝置具有:導光板,其係將導入 之光線幾乎擴散至整個光射出面,並自光射出面射出;光 源,其係小於該導光板之光射入面;及光束整形手段,其 係使自該光源射出之光線擴散照射在幾乎整個上述光射入 面上;射入上述導光板之光量中50%以上的光量,自與導 光板之光射出面垂直的方向觀察,包含在26。以内的角度 區域。 該第六種面光源裝置,由於使用光束整形手段,自小光 源射出之光線在光束整形手段的長度方向擴散,同時將射 入導光板之光量的大部分,自與光射出面垂直的方向觀察 ,集中在26。以内,因此,自導光板之光射出面射出的光 線也在導光板之光射入面的長度方向具有4〇。以内的高定 向性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之第六種面光源裝置的實施形態,具備偏向手段 ,其係自與光射出面垂直的方向觀察上述導光板時,自上 述光束整形手段射出之全部光量中之2/3以上的光量,自上 述光束整形手段之光蔚出面的長度方向照射在4〇。以内的 區域,在上述光束整形手段之光射出面上,使自光束整形 手段射出之光線偏向與光束整形手段之光射出面垂直的 向。 第六種面光源裝軍之本實施形態',由#使自%束整形手 段射出之大部分光量集中在自光束整形手段之光射出面之 長度方向40。以内的狹有範圍内,並藉由偏向手段將其 ______ -12- 本紙ϋ度適用中關冢標竿(CNS)A〗_規格(21() χ挪公餐y 132011身090104536號專利中請案 中文說明書替換頁(93年10月)
1320119 A7 — ~— --—- B7五、發明說明(11 ) 經濟部智慧財產局員工消f*合作杜印5衣 由於第七種面光源裝置係將射入導光板之大部分光量射 入自與光射出面垂直方向觀察,在26。以内的角度區域, 因此,自導光板之光射出面射出之大部分光線也是在點光 源並列的方向上概略照射在40。的角度區域内。此外,由 於自保持間隔並列之數個小光源射出之光線的定向性在光 源並列的方向比射入導光板前狹窄,因此,導光板内部只 需在導光板之厚度方向縮小定向性即可。藉此,由於導光 板内部在一個方向定向性集中,因此容易控制光線,可以 提高自導光板之光射出面射出之光線的控制性。此外,射 入導光板之光線,在一個方向定向性縮小,在該方向不需 要藉由導s板來提高光的定向性,因此,方便縮小導光板 的厚度。 本發明之第六或第七種面光源裝置的實施形態,上述角 度區域内,射入上述導光板之光量中50%以上的光量,也 可在任何方向不集中在10。以内的角度區域。 第六或第七種面光源裝置的本實施形態,由於射入導光 板的大部分光量在任何方向不集中在丨〇。以内的狹窄範圍 内,因此,不容易因稍微移動視線就出現閃燦現象,光線 有時射入眼睛,有時未射入眼睛。 本發明之第六或第七種面光源裝置的其他實施形態,係 上述導光板之光射出面或其背面的至少一面上形成有凹凸 圖案,其具有傾斜的偏向傾斜面,使朝向導光板内部之法 線向配置有光源的方向傾斜,自與上料光板之㈣出面 垂直的方向觀察時,該法線方向與導光板中之光線行進
1320119 A7 B7 五、發明說明(12 ) 向平行。 第六或第七種面光源裝置的本實施形態,由於形成有凹 凸圖案,其具有傾斜的偏向傾斜面,使朝向導光板内部之 法線向配置有光源的方向傾斜,自與上述導光板之光射出 面垂直的方向觀察時,該法線方向與導光板中之光線行進 万向平仃,因此自與光線行進方向垂直的方向觀察,射入 偏向傾斜面的部分光線在偏向傾斜面上被余反射,並自光 射出面射出,剩餘的光線則穿透偏向傾斜面。結果,僅射 入偏向傾斜面之光線中以.特定角度射入之光線自光射出面 :出’因此,自該方向觀察時’自光射出面射出之光線的 定向性狹有。 以 出 本發明之第六或第七種面光源裝置的另外實施形態中且 有偏向手段’其係包含上述導光板中之光線行進方向,使 向垂直於該導光板之光射出面的面内射出之全光量中的 2/3以上光線,自該導練之光射出面觀察,照射在扣 内的區域,在該導絲之光射出面上,將自該射出面射 之光線偏向於與該光射出面垂直的方向。 第六或第七種面光滹裝置的本實施形態,由於 窄 導 偏 向 板内之大部分光線集中在自導光板之光射出面Μ。的狹 氣圍内’ ϋ由偏向手段將其垂直方向射出,因此,可以 =切出面射出方向集中之定向性高的光線,採用 向手饺返可以縮小自導光板之光射出面射出之光線的定 性0 上 本發明之第六或第七種面光源裝置的另外實施形態, -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(cNS)A4規格( χ 297公爱) .?许丨。月“修(東)止督換頁 13201納)9〇1〇4536號專利中請案 .中文說明書替換頁(93年10月) 五、發明説明(13 述偏向傾斜面之法線方向與垂直於上述導光板之光射出面 之方向所構成㈣度為1(Γ以下’並在上述導光板之光射出 面之背面設置正反射板。 採用第六或第七種面光源裝置之本實施形態時,偏向傾 斜面之法線方向與垂直於上述導光板之光射出面之方向所 構成的角度為UT以下’射入光比在該光射出面與背面之間 全反射的臨界角小時,自光射出面取出之光線可以集中在 狹窄的角度内。尤其是’當偏向傾斜面之法線方向與垂直 於導光板之光射出面之方向所構成的角度在10。以下時可 以在約±20。的狹窄範圍内射出光線。如藉由與導光板之光 射出面相對配置之使光線偏向的手段,可使與該導 光射出面概略平行射出之光線朝向與光射出面垂直的方向 本發明之第八種面光源裝置具有:光源;及導光板,其 係將自該光源導入之光線幾乎擴散至整個光射出面,並自 光射出面射出;上述導光板上設有數個偏向傾斜面,其係 使在導光板中行進之光線全反射,並自光射出面射出,自 垂直於該導光板之光射出面的方向觀察時,導光板内之光 線行進方向在各位置上概略集冲在一個方向,且上述偏向 傾斜面的法線方向係分佈在以光行進方向為中心之3〇β以 内的角度’包含該導光板中之光線行進方向垂直於該導 光板之光射出面之平面中之偏向傾斜面的剖面成直線。 裇用第八種面光源裝置時,由於在導光板上設有數個偏 向傾斜面,使導光板中行進的光線全反射,並自光射出面 -16- 2^7公釐) 本紙张尺度適用中a a家標準(CNS) Α4規格(210X— 1320119 A7 B7 五、發明説明(Μ 射出,因此,藉由使以小於全反射角的入射角射入偏向傾 斜面的光線穿透,自垂直於偏向傾斜面之剖面的方向觀察 了以縮小射出光線的定向性。另外,自垂直於導光板之 光射出面的方向觀察時,導光板内之光線行進方向在各位 置上概略集中在一個方向,且上述偏向傾斜面之法線方向 係以光線行進方向爲中心來分佈,因此,自光射出面觀察 時,可以藉由使極窄定向角之光線在偏向傾斜面上全反射 來擴大定向角。因此,可以適度的定向角射出在垂直於導 光板之光射入面的方向上具有過寬之定向角,在平行於導 光板之光射入面的方向上具有過窄之定向角的光線,如此 可以儘量減少光的損失,以提高正面亮度。尤其是,自光 射出面觀察,藉由使其以30°以内的角度分佈在偏向傾斜 面’可以使自該導光板之光射出面射出的光線擴散至士45。 左右。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之第九種面光源裝置具有:光源;及導光板,其 係將自該光源導入之光線幾乎擴散至整個光射出面,並自 光射出面射出;上述導光板之光射出面或其背面的至少一 面上形成數個凹狀圖案,其包含:偏向傾斜面,其係使光 線全反射;及再射入面,其係使穿透偏向傾斜面的光線再 射入;該凹狀圖案具有三角溝狀的剖面,其包含偏向傾斜 面及再射入面,且在與導光板中之光線行進方向垂直的方 向上具有概等的剖面,該偏向傾斜面對設有凹狀圖案的一 面傾斜成45°〜65° ,包含該導光板中之光線行進方向,自 垂直於該導光板之光射出面的平面與垂直方向觀察,自導 -17- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐)
經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 1320119
光板之光射出面射出之光量中之50%以上的光量,自光射 出面觀察,包含在30。以内的範圍。 由於第九種面光源裝置上形成數個凹狀圖案,其包含: 偏向傾斜面,其係使光線全反射;及再射入面,其係使穿 透偏向傾斜面的光線再射入;因此,藉由使進入導光板内 <光線在偏向傾斜面上全反射,可以自導光板的光射出面 射出。此外,由於穿透偏向傾斜面的光線自再射入面射回 導光板内’因此,穿透偏向傾斜面的光線不容易損失,可 以提高光的使用效率及面光源裝置的亮度。再者,對設有 凹狀圖案的一面在偏向傾斜面上傾斜45。〜65。時,自導光 板之光射出面射出的大部分光量,自光射出面測定,可以 照射在30。以内的狹窄範圍内。因而藉由適切的偏向手段 向垂直於光射出面的方向偏向時,在該方向上可以獲得3〇。 以内的狹窄定向性。 本發明(第-〜六、第八、第九種面光源裝置之實施形態 的特徵在於,#比較小的光源設置在概略成長方形之導光 板的短邊面,將該光源之發光面朝向位於上述導光板之對 角方向的角落。 "採:第一〜六、第八、第九種面光源裝置之實施形態時, 光、·泉容易it在對角,線彳向與配置有光源之附近導光板角 落相對的角落上,可以提高該角落的亮度。 ,本發明之第十種面光源裝置具有:光源;及概略成長方 形的導光板’其係將自該光源導入之光線幾乎擴散至整個 光射出面’並自光射出面射出;在上述導光板之短邊面設 ___ -18- ϊ紙張尺度適用中國國ϋ準(CNS ) A齡( 1320119 A7 五、發明說明(16 置有比較小的光源’設置有該光源之導光板的短邊與位於 該光源近邊的導光板長邊,具有對彼此相對之短邊及長邊 傾斜的部分。 採用第十種面光源裝置時,由於設g有光源之導光板的 短邊與靠近光源之導光板的長邊係對彼此相對之短邊及長 邊傾斜,因此,藉由適切選擇該傾斜部分的傾斜角度,可 使自光源射出,在傾斜部分反射的光線朝向任意方=,尤 其是,藉由使光線反射在光線不容易到達,容易陰暗的部 分,可以促使面光源裝置的亮度分佈均勻化。 本發明之第十-種面光源裝置具有:光源;&導光板, 其係將自該光源導入之光線幾乎擴冑至整個光射出面,並 自光射出面射出;其特徵在於,上述光源的波長頻譜且有 數料俊,上述導光板在其光射出面上形成有防反射膜, 該防反射膜上有數處,其反射率波長對垂直射入光的影 爲極小値,該數處之極小値的最大波長差大於上述光= 數個峰値的最大波長差。 採用第十一種面光源裝置時,縱使如發光二極體等,光 源的波長頻譜有數個峰値時,若使反射率波長對具有防反 射膜之垂直射入光之影響之數個極小値的最大波長差大於 上述光源之數個峰俊的最大波長差時,即可有效抑制光源 光造成的刺眼的反光。 本發明<第十二種面光源裝置具有:光源;及導光板, 其係將自該光源導人之光線幾乎擴教至整個光射出面, 自光射出面射出;其特徵在於,於上述導光板之光射出 項 頁 響 之 並 面 本紙張尺度_ __ (cns)A4規彳 1^·^^ 132011朶090104536號專利申請案 中文說明書替換頁(93年10月) 月f曰修(果)正替換頁 —--·==- 五、發明説明(17 ) 之背面上形成有數個凹狀圖案,該導光板之光射出 面及其背面上形成有反射特性互異的防反射膜。 採用第十二種面光源裝置時,由於係在導光板之 光射出面與背面形成有反射特性互異的防反射膜 ,因此,藉由因應導光板的表面與背面來適切選擇 膜厚,可以有效抑制使用在圖像顯示裝置上時晝面 的刺眼的反光。例如在形成有凹狀圖案的一面,決 定防反射膜的膜厚來防止外光的反射,可以抑制自 光源射出的光線在凹狀圖案與背面上反射。另外, 本實施形態對於將面光源裝置使用於前照光時特 別有效。 本發明之第十三種面光源裝置具有:光源;及導 光‘板,其係將自該光源導入之光線幾乎擴散至整個 光射出面,並自光射出面射出;上述導光板在光射 出面之背面形成有數個凹狀圖案,在該光反射面與 背面形成有防反射膜,該防反射膜之無凹狀圖案之 平坦面與凹狀圖案間之邊界部分的防反射膜膜厚 與上述平坦面之防反射膜膜厚不同。 採用第十三種面光源裝置時,由於在導光板之光 射出面之背面上,使凹狀圖案與平坦面之邊界部分 的防反射膜膜厚與平坦面不同,因此,凹狀圖案以 外的平坦面上,係決定防反射膜的膜厚來防止外光 的反射,在凹狀圖案邊緣之邊界部分上,係決定防 -20- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 13201 lg 090104536號專利申請案 中文說明書替換頁(93年10月) 月Ψ曰修(吏)正替換頁广 五、發明説明(18 ) 反射膜的膜厚以抑制光源光的反射等,因應狀況 選擇適切的膜厚,因此可以有效抑制刺眼的反光 此外,藉由控制膜厚可以比改變防反射膜之材質 能簡單的抑制因外光與因光源光造成的刺眼的 光。另外,本實施形態在將面光源裝置作為前照 使用時特別有效。 本發明之面光源裝置的製造方法為在導光板之 反射面與背面形成有數個凹狀圖案之申請專利 圍第8、12、16或17項之面光源裝置的製造方法 其具有:射出成形步驟,其係形成面積大於所需 光板的平板;及切削步驟,其係切削上述平板之 需導光板以外的部分。 採用本發明之面光源裝置的製造方法時,並非 接形成所需形狀的導光板,而是,首先形成大於 之導光板後,加以切割以獲得所需的導光板,因 ,大的導光板可以構成於成形時樹脂流動性良好 形狀。藉此可以防止因成形時樹脂流動不均勻, 法達成全面均勻的圖案複製性,及容易在導光板 產生魅曲。 另外,本發明之以上說明的構成要素可以將其 各種組合® 【發明之實施形態】 行動電話等移動性機器上的顯示器(液晶顯示 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 來 〇 更 反 光 光 範 , 導 所 直 其 此 的 無 上 做 裝 ^=Kces.,i____---- b年ι〇月v曰修(力正替換f Ιβ7 ______ 13201谈090104536號專利申請案 .中文說明書替換頁(93年10月) 五、發明説明(19~) 置)多供一個人觀察,不需要寬廣的視角。根據實驗 證實’步行中觀察移動性機器的畫面時,自與畫面 垂直的方向測定,若使光線僅照射在1 〇。以内,當 觀察晝面的方向搖晃時,畫面即會閃爍,不容易看 清’若光線射出方向,自與畫面垂直的方向測定, 約在2 0時’即容易看清,若在3 〇。以上則非常清晰 根據該結果可知,向外侧射出的光線,自與畫面 垂直的方向測定比2 0。至3 〇。容易造成損失,使液晶 顯示裝置的辨識性降低。換言之,為使面光源裝置 的光使用效率良好,提高液晶顯示裝置的辨識性, 只需使自面光源裝置射出之光線的定向性比ι〇。寬 ,比20〜30。窄即可。 但是,自導光板射出之光線的定向性,雖可以藉 由使用擴散板很容易就擴散,但是,反之卻很難變 窄。藉由使用稜柱板雖然可以集中光線的方向,但 是,射出方向擴散的光縱使使用稜柱板,也很難集 中在狹窄的範@,此外,為避免面光源裝置的厚度 變厚,也不宜使用棱柱板。 因而’為製造出效率與辨識性均優異的面光源裝置,不 使用稜柱板’而是使自導光板射出之光線中,自與光射出 1320119 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(2〇 ) 面垂直之法線測定,照射在20。以内至3〇。以内之光線比 率愈高愈好,至少亦應有1/2以上,最好是2/3以上比率的光 線照射在該角度區域内。 另外’所謂自面光源裝置射出的光線方向,如圖丨〇所示 ,係指對與面光源裝置41(導光板)之光射出面垂直之法線 (以下將該方向稱爲z軸方向,將與面光源裝置之一對邊平 行的方向稱之爲X軸方向,將與另外一對邊平行之方向稱之 爲y軸方向)的方向。例如,提及θ = 30。以内的方向時, 則係指自z軸起Θ =30。以内的全方位,係指向圖1〇之陰影 線區域射出光線的射出方向。一種範例如圖丨丨所示,在π 平面内使光線射出幾乎成朗伯光的面光源裝置時,自與η 平面垂直之方向觀察時,包含在3〇。以内的光線較少,而 自與yz平面垂直之方向觀察時,幾乎全部的光線都包含在 3〇。以内。此時,本説明書所採用的定義,並非幾乎全部 的光線照射在30。以内的方向上。亦即,本説明書中提到 光線照射在30。以内的方向上時,並非僅從一個方向觀察 ,而必須從各個方向觀察自z軸照射在30。以内的方向上。 圖12(a)表示自面光‘源裝置41大部分照射在$以内之光 線的定向特性,而自面光源裝置41射出之光線的理想定向 特性則如圖l2(b)所示,内側範圍的亮度比0 = 20。〜30。( 全寬爲40。〜60。)均勻,而以外的方向上不宜發光。藉由 達成此種定向特性,縱使改變觀察方向(縱使畫面的角度搖 晃)’畫面亮度也不會改變或閃燦。此外,儘管自畫面中央 與兩场的觀察角度不同,其亮度仍然一定,以致畫面容易 本紙張尺度適財^g(_CNS)A4規·x 297公楚 1 ~裝--------訂---------. (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 1320119 A7 B7 五、發明說明(21 看清。 此種理想的定向特性 軸來表示時,則如圖 射出角度作橫軸,以亮度作縱 此種定向特性很難^ 3中雙點斷續線所顯示的矩形特性。
理想的定向特性出。但是,縱使無法達到此種 向⑽方…射出,射以^向與Μ “概略垂直的方 度之1/2的角度區域“〜度角度分佈中,於最大亮 圖14所示,半以上全撕 分別爲△一心時:度(全寬角度)在χ方向及y方向 30 δΑθχ§70。 30 即可獲得良好的定向特性,再者,若 40 ° S △ θ X g 60。 4〇° 客△ Θ yg 60。 時’則可獲得所需的定向特性。 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 "其’人’考慮用作前照光的面光源裝置4 t。前照光型的面 .光源裝置4 1時’需要考慮與反射型液晶顯示面板42之反射 光角度特性的關係。此時所謂之反射型液晶顯示面板42的 反射光角度特性’如圖丨5所示,係指在反射型液晶顯示面 板42上射入平行光線時之反射光強度與角度的關係。圖^ 6 (a)(b)(c)(d)係顯示前照光型面光源裝置41的定向特性,自 (A)至(D)定向特性逐漸變寬。此外,圖16 (a)(b)(c)(d)則顯 示反射型液晶顯示面板42的反射光角度特性,(a)(b)(c)(d) 分別對應於定向特性(A)(B)(C)(D)。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 1320119 A7 五、發明說明(22 ) 項
如圖16所示,隨面光源裝置4〗的定向特性變寬,液晶顯 示面板42之反射光強度角度特性則逐漸趨於平穩。因而, 如圖16 (D)(ii)所示,當面光源裝置41的定向特性比液晶顯 示面板42之反射光強度角度特性寬時,與如圖l6 (A)(a); (B)(b) ; (C)(c)所示’面光源裝置41之定向特性比液晶顯示 面板42之反射光強度角度特性狹_時比較,反射在液晶顯 示面板42上之光現在垂直方向成分的強度變小。 以圖16所示而言,自面光源裝置41射出之光線中,自垂 直於液晶顯示面板42的軸測定,照射在約3〇。以外角度的 光線實際上損失。 & 因而,採用前照光型的面光源裝置41時,爲求在反射型 液晶顯示面板42之反射光強度角度分佈之半値全寬的角度 範圍内,照射有面光源裝置4丨之射出光線中的一半以上, 最好有2/3以上的光線,宜縮小定向特性。但是,所謂反射 型液晶顯示面板42之反射光強度角度分佈的半値全寬,如 4 圖17 (a)所不,雖係指最大値之1/2値的兩點間角度,不過 ,由於面光源裝置41的定向特性在中心具有陡悄的峰値, 因此’如圖17⑻所示’係將自中心之學値位置離開的位置 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 η 社 印 製 、,如自峰値離開約5。位置之1/2強度的兩點間角度稱之爲 半値全寬。 (第一種實施形態) 以下説明具有類似上述之理想定向特性之面光源裝置的 各種實施形態。首先’圖18爲本發明-種實施形態之後照 光型面光源裝置43構造的分解斜視圖。該面光源裝置“包 25- 本·.嫌尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格⑵㈣π公复) 1320119 A7 五、發明說明(23 ) 含:透明導光板44;及發光部45,其係與導光板44之光射 面4a相對配置。導光板44係以折射率高的透明樹脂(如 聚碳酸自旨樹脂及異丁晞樹脂)等形成矩形平板狀,其下面相 互平行形成向寬度方向之概略全長延伸的數條擴散圖案“ ]擴散圖案46的剖面概略呈直角三角形,光源端呈偏向傾 斜面46^’背面(再射入面)4仆以概略垂直的面構成。擴散 圖案46藉由雕刻導光板44的下面來形成,雖然彼此留有間 隔’不過隨與光射人面44a的距離,擴散圖案46間的間隔逐 漸縮短。 發光邵45包含:楔形的導光體(以下稱楔狀導光體)47, 其係以折射率高的透明樹脂形成;小光源(以下稱點光源) 48其係與楔狀導光體4 7的側面相對配置;正反射板4 9, 其係配置在模狀導光體4 7的背面;及棱柱板5 〇,其係配置 在楔狀導光體47的前面。其中之點光源48係將一個或數個 發光二極體密封在透明樹脂内,透明樹脂除前面外,均以 白色樹脂覆蓋,自發光二極體射出的光線直接或經白色樹 月g的内面反射後’有效的向前方射出(參照圖8〇)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 自點光源48射出之光線(朗伯光)自楔狀導光體47的侧面 射入模狀導光體47内。如圖19所示,射入楔狀導光體47内 的光線藉由在楔狀導光體47的前面(光射出面)47a及背面 反覆反射’在擦狀導光體47的内部行進,經挺狀導光體47 的为面反射時’向前面47a的射入角變小,向椒狀導光體47 之前面47a的射入角小於全反射之臨界角時,自楔狀導光體 47的前面47a向外部射出。此外,如圖1 9中斷續線部分所示 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1320119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(24 ) ’自模狀導光體47背面向外部射出的光線藉由正反射板49 而反射’再度射回楔狀導光體47内,並自楔狀導光體47的 前面47a射出。如此,自楔狀導光體47前面47a射出的光線 集中在與楔狀導光體47前面47a概略平行的方向(概略乂軸 的負方向)。 配置於楔狀導光體47前面47a的稜柱板50也是以折射率 咼的透明樹脂(如折射率爲1 _59的透明樹脂)形成,在稜柱板 50的前面排列有數個棱柱50a。各稜柱50a構成頂角40。的 剖面三角形狀,向上下方向(導光板44的厚度方向)延伸。 然後,如上述,自楔狀導光體47前面47a射出的光線穿透棱 柱50a被折射,向與棱柱板5〇概略垂直方向偏向後,自光射 入面44a概略垂直射入導光板44内。因而,採用該發光部45 時,可以將自點光源48射出之光線擴散照射在稜柱板5〇的 概略全長上,可以將點光源48轉換成所謂的線狀光源。 另外,藉由稜柱板50之稜柱剖面頂點之圓形等的成形誤 差及菲涅爾(Fresnel)反射,穿透稜柱板5〇的部分光線可能 成爲離散光(迷光)。因而,爲使自點光源48射出之光線中 至夕半以上藉由棱柱板50偏向,以所需的角度(本實施形 態爲與光射入面44a垂直的方向)射入導光板払時,自楔狀 導光體47前面47a,概略與該前面47a平行射出之光線比率 ,宜爲自點光源48全部射出光線的2/3以上。 爲加以比較,若考慮在楔狀導光體47的背面使用擴散反 射板來取代正反射板49時,自楔狀導光體47前面47&沿著該 前面47a射出的光線爲自點光源以射出之全部光量的一半 (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 1320119 五、發明說明(25 ) 以下。其理由如圖19中以斷續線顯示的光線,係因自楔狀 導光Sa 47 B面戍漏的光線照射至擴散反射板後,概略以朗 伯刀佈被反射’因此’幾乎沒有光線沿著楔狀導光體47前 面47a(概略朝向X車由的負方向)射出。 採用本實施形態構造的發光部4彳時,如上所述,可以將 點光源轉換成線狀光源,再者,可以將自該線狀光源射出 4光線的万向概略均勻的集中。圖2〇爲無擴散作用,將射 入角與射出角相等的正反射板配置在楔狀導光體47背面的 形態中,測定自楔狀導光體47射出的光線形成其前面47&(父 軸支付方向)的角度α (參照圖19)與該方向之光線強度之關 係的結果。圖2 1爲將楔狀導光體47背面的正反射板替換成 擴散反射板時,測定自楔狀導光體47射出之光線形成其前 面47a(x軸支付方向)的角度α (參照圖19)與該方向之光線 強度 < 關係的結果。該測定係使用長度3〇 mm,厚度i mm ,點光源48相對側面的寬度爲2 mm,折射率爲丨·53之楔狀 導光體47,及長度約30 mm之正反射板或擴散反射板。此 外,係在除去稜柱板50的狀態下測定。 另外,圖20及圖2 1所示的圖表中,所謂Λ方向的光線強 度(光能),並非在垂直於楔狀導光體47前面47a的平面(圖22 之xy平面)上,向α方向射出之光線強度的角度分佈,而是 指將自前面47a射出的光線全部投影在該平面上,此時,包 含在α方向之單位角度(da =1)内的光線強度。 如圖20所示,使用正反射板時,約3 〇。弱的方向光強度 最大,全部光量之98%的光線係集中在〇。〜4〇。的範圍内。 28- }紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) '
1320119 Α7 Β7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明(26) 以棱枉板50將其偏向,也射入導光板44時’縱使因棱柱板 50的製作誤差而產生約丨〇%的損失,不過從8〇%以上光線的 ‘ 上方(z轴方向)觀察時,則係集中在± 1 3。的範圍。反之如 , 圖2 1所不’使用一般使用之擴散性強的反射板時,則僅有 52%的光線集中在〇。〜4〇。的範圍内。此外,再加上因棱柱 板50的損失’則無法在導光板44的内部縮小定向性。 因此’採用此種發光部45時,使用發光二極體之點光源 48及模狀導光體47可以如線狀光源在長的區域上發光,而 且’可以將自點光源射出之朗伯光概略均勻的集中,射出 定向性狹窄的光線。 如此’自光射入面44a射入導光板44内的光線在導光板44 的上面(光射出面44b)與下面之間反覆全反射,同時在導光 板44内自接近發光部45的一端向遠端行進。當射入設置在 導光板44底面之三角形擴散圖案46時,其中一部分被擴散 圖案46反射,自光射出面44b射出。由於此種三角形的擴散 圖案46在X軸方向較長,因此縱使被擴散圖案乜反射,在χ 軸方向的光線定向性不改變。因此,以發光部45集中在χ 軸方向之定向性狹窄的光線被擴散圖案46反射,向z軸方向 射出後,在χ轴方向的定向性仍可以保持在狹窄的狀態。另 外’傳導至導光板44内的光線雖然在z軸方向擴散,不過該 擴散藉由擴散圖案46而向z軸方向反射時,則成y轴方向的 擴散。但是,藉由限制以擴散圖案反射的光線角度,可以 縮小該y軸方向的擴散,可以使自光射出面44b射出後之光 -線的y軸方向定向性比導光板44内部之z軸方向的定向性狹 -29- 本紙f尺度適用中國國家標準"(CNS )从胁(21〇χ297公楚χ ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 Φ 五、發明說明(27) 窄。典型的範例爲,自X軸方向觀察自導光板44之光射出面 44b射出之光線的定向性,係侷限在概略以z軸方向做中心 ,全寬約5 5的範圍内,自y軸方向觀察時的定向性則侷限 在以z軸方向做中心,全寬約25。的範圍内。 因此,採用該面光源裝置43時,可以不使用稜柱板等, 而使光線向垂直於面光源裝置43的方向射出,可以縮小其 定向特性,可以達到接近理想定向特性的定向特性。由於 不使用棱柱板,因此可以降低面光源裝置43的成本,同時 可以促使面光源裝置43薄型化。 另外,藉由重疊兩片在圖案方向彼此垂直的棱柱板,來 提高光線定向性的方法,其光線的定向特性如圖13中斷續 線所示的圖案。因而,縱使射入稜柱板前之光線的定向性 爲±30 ,使其通過兩片重疊之稜柱板後,在士2〇。的範圍 内無法射出一半以上的光線。 此外,孩面光源裝置43,藉由在接近發光部45的區域内 加大擴散圖案46的間隔,隨遠離發光部45而逐漸縮短擴散 圖案46的間隔,可以促使導光板44之整個光射出面44b的亮 度均勻。 ‘ 其次,詳細説明剖面呈三角形之擴散圖案46的作用。首 先考慮射入擴散圖案46前的光線定向性爲如圖23 (a)僅在χ 軸方向狹窄者、如圖23 (b)僅在ζ軸方向狹窄者、如圖23 (c) 在χ軸方向及2軸方向狹窄者。其中,圖23 (c)的狀況下,由 於在任何方向均無如圖23 (a)(b)的狹窄定向性,因此不加 以考慮。 -30- 本纸張尺度刺+關家標平(CNS)A4規格(210 χ 297公爱) 1320119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(28 ) 其次’考慮如圖23 (b)之僅在z轴方向定向性狹窄的光線 射入擴散圖案46時。此時,如圖24所示,使射入擴散圖案 46之光線全邵以擴散圖案46之偏向傾斜面46a全反射時,經 擴散圖案46反射之光線的定向性不改變。尤其是,X轴方向 的定向性不變窄。因而,如圖25 (a)(b)所示,加大擴散圖 案46之偏向傾斜面46a的傾斜角,以擴散圖案46反射部分光 線’並使部分光線穿透時,經擴散圖案46之偏向傾斜面46a 全反射的光線係偏向z軸方向射出。此外,如圖26所示,穿 透擴散圖案46之偏向傾斜面46a,自背面46b再射入的光線 ,於再射入時也不改變角度,而破壞2軸方向的定向性。因 此,如圖23 (b)之僅在z軸方向定向性狹窄的光線,很難也 在X軸方向縮小定向性。 另外,圖23 (a)之僅在x軸方向定向性狹窄的光線,在X 軸方向射入長剖面三角形之擴散圖案46的偏向傾斜面46& 時,如在射入前,縱使於2;軸方向具有如圖27 (幻之較大的 擴散,如圖27 (b)所示,使部分光線以擴散圖案粍之偏向傾 斜面46a全反射,使部分光線如圖27 (c)所示,穿透偏向傾 斜面46a,自背面46b再射入時,由於可以限制部分以擴散 圖案46反射的光線區域,因此,可以縮小以擴散圖案全 反射J自光射出面44b射出之光線在7軸方向的定向性。而 且,藉由將擴散圖案46之偏向傾斜面46a的傾斜角設定在適 切的値,也容易使經由擴散圖案46反射之光線向概略垂直 於光射出面44b的方向(z軸方向)射出。另外,由於擴散圖 案46係均勾的向x軸方向延伸,因此,縱使以擴散圖案^
1320119 A7 B7 五、發明說明(29 全反射,X軸方向的定向性也不致擴散。此外,圖27 (幻所 示之穿透擴散圖案46之偏向傾斜面46a,自背面46b再射入 的光線,在yz平面内行進的角度雖然改變,不過由於原本 在z方向的定向性狹窄,因此,z軸方向的定向性不致擴散 。另外,圖27 (a)中央的光線L2,係表示對擴散圖案46之^ 向傾斜面46a ’僅以稍大於全反射之臨界角的角度,或稍小 的角度射入的光線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用圖23 (a)及圖27的説明雖係説明光線在χ軸方向完全 不擴散時的情況,不過,實際上,自發光部45射出之光線 多少也會在χ軸方向上擴散。例如,考慮自y軸方向觀察在 導光板44内傳導之光線時的空間頻率時,係考慮該光線集 中在圖28的斜線區域内。此時,與z軸方向平行之中心線』 上的光線爲導入yz平面内的光線,與其平行之丨線上的光線 則爲向χ軸方向傾斜的光線。擴散圖案46與χ軸完全平行延 伸,而且,從平面觀察,擴散圖案46之偏向傾斜面“a與背 面46b彼此平行延伸時,藉由以擴散圖案46反射或穿透',χ 軸方向之光線的空間頻率不改變。因此,在xy平面上,導 光板44内的光線行進方向,只要不變成光線無法射出,丨線 上的光線僅在i線上移動,j線上的光線僅在〗線上移動。 因此,以發光部45縮小x軸方向的定向性後,藉由擴散圖 案46使忒光線反射,來縮小其y抽方向的定向性時,自面光 源裝置43向z軸方向射出的光線,不論在乂軸方向或y軸方向 的定向性均狹窄,因此,如圖29所示,可以全方位的射^ 定向性狹窄的光線。 j__ -32- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G χ 297公复) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1320119 A7 B7 五、發明說明(3〇 '然而,爲使自導光板44射出之光線在x軸方向上的定向性 在土 20°以下,需要使導光板44内之X軸方向的定向性在土 1 3 °以下。其中所謂±丨3。以下的數字,係由導光板44之 折射率爲1.53計算出,不過,可以用於導光板44的透明樹 脂的折射率則約爲1.4〜1.65,在該範圍内,導光板44内所需 之X軸方向的定向角不隨之改變。此外,縱使折射率改變, 在實用上,1 3。以下的値不會隨之改變。因此,在設計發 光部45時,以該値爲目標即可。 此外,光線行進方向的中心(擴散成± 13。以下的中心) 與y軸方向平行時,雖如上述,使擴散圖案46與X軸方向平 行即可,不過,如圖3 0所示,當光線行進方向的中心向y 軸方向傾斜時,爲將其修正,配置成擴散圖案4 6之延伸的 方向也自X軸方向傾斜,光線行進方向與擴散圖案46之延伸 方向,從平面觀察(Xy平面内)彼此垂直即可。 但是,此種方式的面光源裝置,由於在導光板44内部行 進之光線的定向性極窄,因此,光線行進方向的中心自y 軸方向傾斜時,如圖30所示,導光板44的角落D變暗。因 而,具有此種長方形之發光區域的導光板,光線行進方向 的中心宜自垂直於光射入面44a的方向,或至少自垂直於光 射入面44a的方向在±13。以内。此外,擴散圖案46縱使光 線行進方向的中心與擴散圖案46完全不垂直,若在± 13。 的範圍内時,由於垂直於面光源裝置41之光射出面44b的方 向包含在射出光線之角度範圍±20。内,因此沒有問題。 再者,檢查導光板44中之光線定向特性時,如31所示 _____ - 33 - ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21Q X 297公楚) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1320119 A7 五、發明說明(31 ) ,在與Z軸平行,概略垂直於光線行進方向的平面上切斷導 光板44,測定自該切斷面射出之光線的角度強度分佈, 可以自Snell法則算出導光板44内的角度強度分佈。 其次,説明各種擴散圖案之形狀及設計方法等◊與導光 板44中之光線行進方向概略垂直來配置擴散圖案^時,擴 散圖案46如上所述,爲剖面呈直角三角形的圖案。以圖^ 所示之曲面形成擴散圖案51時,光線的偏向方向隨光線反 射位置而異,射出光線的角度範圍擴大。因此,不宜採用 此種與長度方向垂直之剖面以曲面構成的圖案。此外,如 圖33所示,構成鋸齒形狀的擴散圖案52時,穿透擴散圖案 52的光線不向垂直於光射出面4仆的方向射出,而是全部射 向無效的方向。因此,也不適宜採用此種鋸齒狀圖案的擴 散圖案52。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外,背面46b爲與導光板44下面垂直之剖面呈直角三角 形的擴散圖案46時,如圖34 (a)所示,在偏向傾斜面46a上 全反射的光線,縱使全部光線被反射時,仍係具有定向性 的被反射,部分光線穿透擴散圖案46時,定向性狹窄。此 外’如圖34 (b)所示’穿透擴散圖案46的光線也不損及定向 性而自背面46b再射入後,可以其他的擴散圖案46全反射。 另外,背面46b雖宜垂直於導光板44的下面,不過由於成型 時不易起模,因此宜稍微傾斜。 但是,縱使是此種剖面呈直角三角形的擴散圖案46,自 上面觀察’當導光板中的光線方向不集中(在X軸方向的擴 散大)時,垂直照射在擴散圖案46的光線比率小,斜射的光 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1320119 A7
五、發明說明(32 ) 線增加。自上面觀察,斜射的光線比垂直照射的光線射入 擴散圖案46的射入角大’被反射的比率增加。亦即,擴散 圖案46之再射入的效果(並非降低光線使用效率,而是指縮 :定向性的效果)降低。因而’剖面呈直角三角形的擴散圖 案46上,爲提高擴散圖案46的效果,需要集中光線在導光 板^中的行進方向,及垂直其行進方向配置擴散圖案牝。 或是,以本實施形態爲例,前提爲事先以發光部45來縮小X 軸方向的定向性。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費. 合 作 社 考慮擴散圖案46之偏向傾斜面46a的傾斜角^。圖μ顯示 傾斜角分別爲45。、55。、65。時之射出光線強度的角 分佈’橫軸顯示圖36所示之射出光線的射出角度ε,縱轴 顯示射出光線強度。圖35中,射出角度£在負値端的光度 大,如圖37 (a)(b)所示,係因射出角度大之光線照射在= 向傾斜面46a之光線變少。或是’自yz平面觀察時,因導光 板44中之光線,致使概略與偏向傾斜面46&平行的光線的射 出光線強度爲零(通常不存在此種光線),愈偏離該角度, 亦即射出角度ε愈小(在正値端爲愈大),射出光線的強度 愈大。觀察圖35時,當傾斜角γ=55。時,雖然射出角产g 在負値端之射出光線的角度範圍稍小,不過由於該部分的 強度大,因此射出角度ε在負値端與正値端保持平衡。 圖38 (a)爲具有約25。擴散作用之反射型液晶顯示面板 的擴散特性,圖38 (b)顯示具有傾斜角,=55。之擴散圖案 46之面光源裝置的射出光線角度特性,圖38 (c)爲使具有圖 3 8 (b)特性之面光源裝置的光線射入具有圖38 (&)特性的反 -35-
1320119 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明(33) 射型液晶顯示面板時,自反射型液晶顯示面板射出光線的 角度特性。如其上所示,使光線自具有傾斜角厂二55。之 •擴散圖案46的面光源裝置照射在具有約25。擴散作用之反 • 射型液晶顯示面板上時,射出光線在液晶顯示面板的垂直 軸方向最大’可以獲得最適切的射出方向。另外,當傾斜 角r超出45 °〜65 °的範圍時’光線無法照射在垂直於光射 出面44b的方向(z軸方向),需要使用稜柱板等。因此,擴 散圖案46之偏向傾斜面46a的傾斜角r的大小宜在45。〜65。 的範圍内。 其次’考慮擴散圖案46之背面46b的角度Θ。如圖39所示 . ’當背面46b的角度β過小時,由於擴散圖案46成鋸齒狀, 因此’穿透擴散圖案46之偏向傾斜面46a,自背面46b再射 . 入的光線,於照射在後方之擴散圖案46之前射入光射出面 44b,並沿著光射出面44b射出,以致造成損失。因此,背 面46b的角度d宜較大,至少宜大於偏向傾斜面46a之傾斜 角r (r <占)。 此外,如圖40所示,背面46b的角度J小時,穿透偏向傾 斜面46a的光線容易自導光板46洩漏,不過如圖⑽中的斷續 線所示,背面46b的角度J愈接近90。,自背面4讣再射入 的光線比率愈高。另外,角度j超過9〇。時,則無法形成 導光板44。因而’背面46b的角度d,標準上宜在8〇。〜9〇。 的範圍内,最好宜在85。〜90。。 另外,圖4 1 (a)(b)(c)爲先前之發光部的構成。發光部的 ' 構成包括:如圖41 (a)所示,以導光體54等將發光二極體 -36- 本紙張尺度適财關家標準(CNS ) M胁(训㈣7公楚) ------
Hr—-§ 裝------訂-----# (請先閲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 1320119 A7 -------- B7_____ 五、發明說明(34 ) 等的點光源53轉換成線狀光源,乘面狀擴散的構成,(Η) 如圖4 1 (b)所示,等間隔配置點光源53,構成類似的線狀光 源,孩光線擴散成面狀者,(iH)如圖41 (c)所示,將自點光 源48射出之光線直接成面狀擴散構成者三種。 自導光板55的上面觀察時,欲提.高導光板55上各點之定 向性,若採用(iii)的構成較容易達成。不過,此時在圖4 ^ 之P2 P3位置上會有自導光板55側面洩漏的光量變多,難 以提回效率的問題。此外,導光板55的角落?1上,與?2及 p 3的位置相比,所需光量極大,而實際上,導向P1方向的 光量與P2、P3相比很難增加。因此,實際上,因增加p2、 P3位置上的光線洩漏量,必須將?2、p3的亮度配合η位置 的凴度’促使売度均勻化,以致?2及p3的光線洩漏量增加 ,效率減低。 此外,⑴⑴)的構造則僅注意到促使面内的亮度均勻化, 而未考慮提高自導光板55射出之光㈣定向性。尤其是在 ⑴(n)(ni)中均未發現自導光板55射出之光線的亮度在1〇。 〜30°的範圍内保持均勻,僅本發明達到此種要求。 (第二種實施形態) · —其次,説明前照光型的面光源裝置56。此時,如圖42所 不’在反射型夜晶顯示面板57的上面設有導光板44,光射 出面44b位於導光板44的下面。發光部。將自發光二極體等 的點光源射出的光線轉換成線狀,自光射入面44a射入導光 板44内。㈣’射人導光板44内的光線在導光板μ上被全 反射時’係自光射出面44b向正下方射出,照明配置於
-37- 1320119 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(35 源裝置53下方的反射型液晶顯示面板57。以反射型液晶顯 不面板57反射之光線,再度射回導光板私内,並通過導光 板46間向上方射出。 如此,用於前照光的面光源裝置56,如圖43所示,呈三 角形之擴散圖案46的頂點在背面46b與下面的邊界部分產 生圓狀時,光線直接向觀察者的方向射出,降低光的反差 ,其係包含以反射型液晶顯示面板54反射的圖像。因此, 這些部分的曲率半徑R1、R2宜愈小愈好。但是,縱使以用 於形成導光板46的金屬型來縮小該部分的曲率丰徑Rl、R2 ,可能在形成時構成圓狀。不宜因成形條件(如樹脂批號差 異等)造成個體間的差異或因位置造成差異。因此,爲求^ 制此種差異,宜自開始即賦予金屬型少許曲率,爲求自成 形臨界起,Rl、R2在0.25 μιη以上,或抑制反差的降低,至 少擴散圖案46的高度Τ宜在1/3以下,最好在1/5以下。 (第三種實施形態) 圖44爲本發明另外實施形態之面光源裝置“之構造的平 面圖。本實施形態的特徵並非如第一種實施形態之擴散圖 案46延伸至導光板44的全長,而是使長度短的擴散圖案46 分散在整個導光板44上。因而,接近發光部45端之擴散圖 案46的分佈密度小’隨遠離發光部45,擴散圖案牦的分佈 密度逐漸變大。如此使擴散圖案46縮短分散時,由於擴散 圖案46的配置彈性增加,因此可以促使自導光板44射出之 光線的亮度分佈均勻化。 如圖45的比較説明圖所示,自光射出面44b射出之光線在 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線』 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r1320119 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(36 X袖方向具有高度定向性,在y軸方向擴散時,爲求擴散χ 軸方向的定向性,需要在導光板44上配置弱擴散板,使射 出光線擴散’以擴散X軸方向的定向性,如此則面光源裝置 的尺寸變大。 因此’圖44的實施形態,係藉由在導光板44的光射入面 44a上没置擴散圖案59,使光線向X軸方向少許擴散,調整 成X軸方向的定向性與y轴方向的定向性概略相等。此種擴 散圖案59可以採用如棱柱狀的圖案。如上所述,由於射出 光線的定向性至少宜在10。以上,因此,χ軸方向的定向性 小於10時,可以藉由採用此種手段,使乂軸方向的定向性 達到約10 °以上。 (第四種實施形態) 此外,圖46所示的面光源裝置6〇係以擴散圖案46可以擴 大X軸方向之光線定向性者。亦即,該面光源裝置6〇上也可 以使短的擴散圖案46分散在整個導光板44上。擴散圖案46 並非直線狀,而是如圖47所示的沿著長度方向緩慢彎曲。 因此,因擴散圖案46上的位置,射入光的反射方向僅有些 微差異,也可以在垂直於光線行進方向的方向上擴散射= 光線。例如,擴散圖案46之延伸線與χ軸方向所構成的最大 角度爲φ = 13° Β寺’可以使經擴散圖案46反射之光線的定向 性擴散約至士20° 。 此外,縱使各個擴散圖案46本身弯曲,如圖48所示,若 在各個不同方向配置有各擴散圖案46時,可以獲得全面擴 散射出光線定向性的效果。 -1--1111--11---II---訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1320119 五、發明說明(37 ) 定向性因圖47之擴散圖案46中,最大接線角度位於擴散 圖案46何處’及因圖48之擴散圖案46中,何種擴散圖案46 最適切而異。但是,圖47之擴散圖案46中,可以藉由將各 部分的傾斜設計成自最大値至〇,具有一定的比率,圖48 之擴散圖案46中,可以藉由將各擴散圖案46的傾斜設計成 概略均勻分佈,使射出光線的角度分佈一樣。此外,藉由 消除以平面觀察垂直於光線行進方向之區域及各擴散圖案 46 ’或是藉由減少比率,也y以降低垂直於光射出面之方 向的亮度。 繼續考慮藉由以圖47之擴散圖案46使導光板44内之X軸 方向上具有極窄定向性的光線(圖23 (a))全反射,來達成理 想的導光板射出光線角度分佈。理想之導光板射出光線角 度分佈,如上所述,宜在某種射出光強度的範圍内保持一 定,其他範圍則爲零。進入導光板44内部的光線,自z軸方 向觀察集中在一個方向時,如圖47所示,可以促使擴散圖 案46彎曲。考慮如圖49所示,光線L4、L5、L6,其係照射 在成S狀彎曲之擴散圖案46的e部、f部、g部被全反射,自 光射出面44b射出。照‘射在e部上的光線L4,由於從平面觀 察,擴散圖案4 6係垂直,因此,全反射的光線L 4如圖5 0所 示’照射在z、y平面内。圖5 1 (a)爲自z軸上觀察期的圖形 。圖51 (a)中被反射的光線L4與y軸平行。 另外,照射在擴散圖案46之f部及g部而全反射的光線L5 、L6,向y軸之負値方向反射的光線遠離L4的光線,向y軸 之正値方向反射的光線接近L4的光線。具體而言,在g點被 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-n I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1320119 A7 B7 五、發明説明(38 反射的光線L6,如圖叫)所示的光線C1,_於向y軸自値 方向反射的光線經擴散圖案46反射時的偏向角度大,因此 大幅遠離"的光線;而如光線C2所示之向y軸正値方向反 射的光線,由於經擴散圖案46反射時的偏向角度小,因此 不致大幅遠離L4的光、繞。m二 . 日J庀、求因而,在f點及g點被反射的光線 L5、L6,自z秘方向觀察時,係向圖51⑷所示的方向擴散 射出。因此,光線在圖49所示之擴散圖案46的『點及g點之 間被反射時,於向z軸方向射出後,擴散在圖51⑷所示的 光線L5及L6之間的區域。 此外,自X軸方向觀察,光線與偏向傾斜面46a概略平行 射入時,光線L4及L6 —致,對偏向傾斜面46a的角度愈大, 光線L4及L6愈遠離。因此,對偏向傾斜面46a的角度愈大, X軸方向之單位角度的光量愈小。然而,如上所述,僅考慮 L4、L5或L6上的光線時,原本經擴散圖案牝反射的光量, 在光線概略與擴散圖案46的偏向傾斜面46a平行時的強度 爲零,對偏向傾斜面46a的角度愈大,被反射的光量愈大。 這兩種效果相抵/肖的結果’在以圖52之Ai ' Bl、B2、A2 、C2、C1所包圍的區域’亦即光線射出角度範圍内的光線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 均勻。該足向特性係在y抽方向的射出角度爲_22。〜+37。 ,在X軸方向的射出角度爲-25。〜+ 25。。因而,A <9 y =59 ,△ 0 x = 50。,該範圍内幾乎1〇〇%的光線被射出 〇 另外’當擴散圖案46彎曲時’自垂直於光射入面44a的方 向觀察時,穿透擴散圖案46之偏向傾斜面46a,自背面46b -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公楚) 1320119
五、發明說明(39 ) 再射入的光線,於穿透擴散圖案46前後,光線的行進方向 也幾乎不改變。因此,自垂直於光射入面44a的方向觀察時 ,若偏向傾斜面46a與背面46b彼此平行時,在穿透擴散圖 案46前後,光線的行進方向相同。 (第五種實施形態) 圖53爲用於後照光之本發明另外實施形態的面光源裝置 61。該面光源裝置61在楔狀導光板44的内面平行配置正反 射板62,並與導光板44的光射出面44b相對設置有棱柱板63 。模狀導光板44的内面呈傾斜面,其傾斜角爲π = 1.52。 。此外,導光板的尺寸爲:長度3 〇 mm,光射入面44a的厚 度1 mm,頂端的厚度〇.2 mm。此種導光板44看似並無擴散 圖案46,不過其内面與光射入面44a並非平行,可以視爲整 個下面構成一個擴散圖案4 6。圖5 3所示者,係將排列了頂 角超過40°之棱柱的棱柱板63配置成圖案面朝外,不過也 可以將圖案面與導光板44的光射入面44a相對,此時的棱柱 頂角不限定於40° 。此外,發光部45係將發光二極體之點 光源的光線轉換成線狀光源射出,可以使用如第一種實施 形感所説明的發光部4*5 ’其包含楔狀導光體47、點光源48 、正反射板49及棱柱板50。另外’該導光板44的内面也可 以彎曲而非平面。 然後,自發光部45射出,自光射入面44a射入導光板44 上的光線,於照射在内面(擴散圖案46)被反射時,射入光 射出面44b及内面的角度逐漸變小,當射入光射入面4物的 射入角大於全反射的臨界角時,自光射出面44b射出。此外 ____ -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2_l〇 X 297公餐)----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 n^OJa 1 n Bi_— an 1 I I » 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 1320119
五、發明說明(4〇 被所二自導光板44内面射出的光線以正反射板62 反射’而非擴散,不改變光線的方向而再度射 44内。自光射出面楊射出的光線,如圖54所示,沿著光 二出=44b射出後,以稜柱板63偏向,向垂直於光射出口面糾 的方向射出。 此時,自導光板44射出的光,線,自χ軸方向觀察時(或投 射在yZ平面上觀察)’大部分的光線係沿著y軸射出,有99% 的光線係集中在與光射出面44b所構成之角度P =0〜40。 中。因此,以棱柱板63偏角的光線,自χ軸方向觀察時,大 邵分的光線係集中在對垂直於導光板44之光射出面4朴的z 軸,在±20°的範圍内。 此外,如第一種實施形態中説f之發光部45,自z軸方向 觀察時,由於自發光部45射出的光線,有8〇%以上的光線 係集中在對y軸± 1 3的範圍内,因此,自導光板44射出的 光線,自y軸方向觀察時,也有80%以上集中在對z軸士2〇。 的範園内。 因而,自棱柱板63射出的光線係概略與z軸平行射出,在 X軸方向及7軸方向均無擴散,可以獲得極高的定向性。 此外,需要使用正反射板62作爲使洩漏光線反射的反射 板’當然擴散型的反射板無法獲得高度定向性。與光射出 面概略平行射出的光量受到該正反射板62之正反射品質與 反射率的影響。宜使用在p = 〇。〜4〇。的角度範圍内,至 少有2/3以上的光線自光射出面44b射出的正反射板62,該 光線自光射出面44b射出時,穿透棱柱板63後,也可以使 -43 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐)
1320119 A7 B7 五、發明說明(41 ) 5 0〇/〇以上的光線向z軸方向射出。圖5 5、圖5 6分別爲在導光 板44的内面使用擴散型反射板時及使用正反射板時,自導 ’光板4 4射出之光線的強度角度特性。從該測定資料也可瞭 , 解當使用正反射板62時,大部分的光線均包含在p = 〇。 〜30。的範圍内;而使用擴散反射板時,在p - 3〇。的範圍 内也有相當的光線射出。 本實施形態所使用之導光板44的剖面形狀並不限定於楔 狀,如圖57所示,也可以在内面設置棱柱狀圖案64。採用 該導光板44時,若内面之棱柱狀圖案64的傾斜角厂小於1〇。 時,即可獲得與楔狀導光板44相等的定向性。該傾斜角r 至少苴在5 ° ,最好是在2。以上5。以下。此外,棱柱圖案 64的傾斜角r不需要固定,也可以在光射入面較小,愈向 頂端接近,傾斜角r愈大。 再者,如圖58所示的導光板44,也可以僅在楔狀版的内 面頂端設置稜柱狀圖案64。此時之棱柱狀圖案64的傾斜角 7* s大於楔狀部分的傾斜角r,如^ = 2。,广s = 3。。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,發光部45也不限於第一種實施例中所説明的構成 。但是’如圖59所示,‘僅使數個發光二極體等點光源65與 導光板44的光射出面44b相對時,似乎定向性高,不過在橫 方向卻有較多的洩漏光線,因此通常不適合。或彎曲成在 橫方向使穿透光線與y軸方向平行時,造成z軸方向的尺寸 變大’因此通常不可以直接使用。 因此’如圖60所示的發光部,在點光源65與導光板44之 間設置圓柱鏡頭66,以圓柱鏡頭66將光線聚集在2軸方向。 ____ -44- 1本紙張尺度遇用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚) 1320119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(42 ) 此外’如圖6 1所示,也可以排列數個發光二極體的點光 源65 ’以凹面鏡67覆蓋其背後。此種發光部45使光線自點 光源6 5射向凹面鏡6 7,以凹面鏡6 7反射,再使概略爲平行 光的光線射入導光板44。 (第六種實施形態) 圖62爲本發明之另外實施形態之面光源裝置68的構成平 面圖。使用該面光源裝置68的導光板44,在作爲光源之長 方形發光區域44c的周圍設有非發光區域44d。在概略長方 形之導光板44的短邊上,於發光區域44c以外放置使用二極 體的點光源48,一體構成發光部45。此外,包含偏向傾斜 面46a與背面(再射入面)46b之剖面爲直角三角形的擴散圖 案46a,則排列在以該點光源48爲中心的同心圓上。因而, 各擴散圖案46的間隔靠近點光源48的一端較寬(也可以使 非常接近點光源處的圖案密度一定),其間隔隨遠離點光源 48逐漸·縮小,藉此,使光射出面44b的亮度均勻。此外,使 用兩個以上的發光二極體時’則將數個發光二極體集中在 一處形成點光源化。另外,圖62中的69爲用於供應點光源 48電力的薄膜配線基板(FPC)。 擴散圖案46配置成其長度方向概略與連結點光源48的方 向垂直,以擴散圖案46全反射的光線向概略垂直於光射出 面44b的方向射出,穿透擴散圖案46的光線則幾乎不改變行 進方向而穿透,因此,各點的光線方向,自導光板44的正 上方觀察時,各點係分別集中在一個方向。因此,自垂直 於光射出面44b的方向觀察時,自點光源48射出的光線係朝 45- 士絲.¾尺度適用中國阈定趙進楣核· 007 I k 4· ) A 3 1 4 * j > t ί
1320119 A7 _B7____ 五、發明説明(43 ) 向橫方向放射狀行進,不致散亂,經擴散圖案46全反射的 光線則自光射出面44b射出。 此種面光源裝置68,如圖63所示,可以設置於穿透型液 晶顯示面板7 0的内面作爲後照光使用。此時,雖然導光板 44的内面也可以不設置反射板,不過如圖63所示,也可以 在導光板44的内面設置正反射板或擴散反射板等的反射板 69。但是,在導光板44的内面設置擴散板時(尤其是點光源 48的定向性狹窄時),則需使用擴散作用極小者,以避免損 及定向性。 此外,此種面光源裝置68,如圖64所示,也可以設置於 反射型液晶顯示面板7 1的前面作爲前照光使用。此時,如 圖64所示,可以藉由在導光板44的表面與内面的兩面上設 置防反射膜72,以提高光線使用效率。 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖65 (a)(b)爲上述擴散圖案46形狀的平面圖及放大剖面 圖。上述的擴散圖案46具有在長度方向幾乎相等的剖面, 並垂直於光線行進方向來配置。此外,此時使用之上述擴 散圖案46如同圖65 (a)—般稍微彎曲。擴散圖案46在偏向傾 斜面46a及背面46b上形成概略直角三角形,並宜使偏向傾 斜面46a的傾斜角r與背面46b的傾斜角j爲: r < δ r = 45 0 〜650 = 80° 〜90° 例如使用折射率n=l .53之透明樹脂構成的導光板44時,如 圖66所示’偏向傾斜面46a的傾斜角τ* = 55。時,自導光板 -46 · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 1320119 A7 B7 五、發明説明(44 44射出之光線’自\軸方向觀察’係照射在_25。〜+ 35。 的範圍内。此因自下方照射在擴散圖案46的光線被擴散圖 案46反射’目此’自上方照射的光線,則如圖㈠所示,係 自背面(再射入斜面)46b再度射入導光板44上。 此外,圖68(a)(b)(c)(d)表示整個擴散圖案牝的配置方式 :圖69表示在半徑方向圖案密度(面積比)的變化,圖7〇表 7F圖案長度的變化’圖71表示單位面積的圖案數量變化。 其中r表7F距發光部45的距離,擴散圖案46如圖69所示,其 密度隨距發光邵45之距離加大而變大。此係使光射出面 的党度均勾。逐漸增加擴散圖案密度的方法,.雖然可以採 用逐漸增加K立面積之擴散圖㈣數量,不過本實施形態 係因應距發光部45的距離,將導光板44區分成數個輪帶狀 的區域’各區域内’如圖7丨所示,使單位面積的擴散圖案 數量一定,同時使各區域逐步增加單位面積的擴散圖案數 量,如圖70所不,在各區域内逐漸改變擴散圖案的長度。 此外,在區域邊界之圖案長度則予縮短。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印装 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖68 (b)(c)(d)分別具體表示圖68 (a)之A、b、c三處的擴 散圖案。圖68 (b)爲最接近發光部45的區域a,擴散圖案46 之半徑方向的間距與圓周方向的間距均爲14〇 μηι,使内側 之擴散圖案46與外側之擴散圖案46在半徑方向不重疊。圖 68 (c)爲中間區域Β,擴散圖案46之半徑方向的間距與圓周 方向的間距均爲70 μηι,内側之擴散圖案46與外側之擴散圖 案46各兩行重疊。圖68 (d)爲距發光部45最遠的區域c,半 徑方向的間距爲35 μηι,圓周方向的間距爲14〇 μηι。另外, -47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) f3年化月^日修(果)正替換頁 13 2011燊〇9〇104536號專利申請案 中文說明書替換頁(93年10月) 五、發明説明(45 圖68 (b)(c)(d)係顯示呈直線狀延伸的擴散圖案,不過也可 以將圖65所示的彎曲擴散圖案配置成圖68 (b)(c)(d)。 此外,配置有發.光部45的一端之背面之導光板長邊形成 一直線,而接近發光部45之導光板長邊則被切割成一段或 數段斜面。同樣的,在發光部45附近,短邊也形成部分斜 面。接近發光部45之長邊與短邊分別設置斜面部73、^時 ’如圓72所示’自發光部45射出之部分光線以長邊之斜面 部73與短邊之斜面部74全反射,可以將光線傳送至導光板 44的角落(圖72中劃斜線的區域將發光部巧設置在導光 板44的角料,雖然其他角落容易變暗,不過採用此種構 造時,藉由將經過斜面部73、74全反射之光線傳送至導光 板44之發光區域44c的角落,可以使面光源裝置“的亮度分 佈更均勻’還可提高面光源裝置68的效率。 另外,如圖73所示,在導光板44上安裝固定框乃時,將 反射光線用的斜面部73、74與固定框75形成密接構造時, 容易損傷導光板44的斜面部73、74等,可能損及反射特性 。為防止上述問題,係在部分之光反射用的斜面部73、74 或其附近設置小的凸狀袋(Pouch) 76,以凸狀袋76使導朵搞 44與固定框75接觸,另外儘可能在斜面部73、74=^ 7 5之間形成間隙即可。 其次,說明防反射膜72。將面光源裝置68作為前照光使 用時’藉由在導光板44的兩面或形成有擴散圖案46的一面 設置用於防止刺眼的反光(圖像以外的光線,如以反射光強 烈照射而妨礙觀察圖像的光線)的防反射膜(八尺C〇at) 72 , 48- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 訂 線 1320119 A7 B7 五、發明說明(46 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 可以防止刺眼的反光。但是,該防反射膜72,如圖74所示 ,係防止因外光在導光板44的表面(平坦部44e)反射而引起 的刺眼的反光,該光線主要係垂直於導光板44的平坦部4^ 而射入。另外穿透偏向傾斜面46a之發光部45的光線,如圖 74所示,係藉由斜射入擴散圖案k之背面46b與平坦部44e 之邊界圓形部分44f,而反射至觀察者,以致形成刺眼的反 但是,爲將防反射膜72形成均勻的膜厚,以抑制外光造 成的刺眼的反光時,如自發光部45射出的光線,其係斜射 入擴散圖案46之背面46b與平坦部44e之邊界的圓形部分 44f上,斜射入防反射膜72的光線效果降低。如圖75所示, 自發光部45射出之光線的波長(光源波長)約45〇 ηιη時,使 用之防反射膜72 ’如圖76所示,由於設計成使該波長的反 射率最小,因此’光線斜射入,換算波長變短時,反射率 變高。因此,爲了也防止自發光部45發射之光線所造成的 刺眼的反光’立增加设置在擴散圖案4 6之背面4 6 b與平坦部 44e之邊界的圓形部分44f上之部分防反射膜72的膜厚。 如此,在擴散圖案46之頂端圓形部分44f上,增加部分防 反射膜72的膜厚,如圖77所示,在眞空蒸鍍裝置77内,其 係用於蒸鏡防反射膜72,斜向設置導光板44,只要使圓形 部分44f正對蒸鍍源78即可。通常由於在傾斜部分蒸鍍之防 反射膜72較薄,因此,藉由將導光板44傾斜狀態下來蒸鍍 防反射膜72,可使圓形部分44f的膜厚比其他部分厚。 此外’如圖78所示,導光板44之擴散圖案端之平坦面44e -49- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂--------- #· 1320119 A7 --------B7___ 五、發明說明(47 ) 上的刺眼的反光大多係因外光所造成,而導光板44之光射 出面44b上的刺眼的反光,則如圖78所示,係以偏向傾斜面 46a反射,再以光射出面44b反射之自發光部45射出之光線 L· 1 1所造成。這些光線對以偏向傾斜面46a反射,再經反射 型液晶顯示面板71反射之自發光#45發射之光線[12構成 的圖像造成干擾。因此,爲防止經導光板44之表面、内面 反射之光線造成的刺眼的反光,在形成有擴散圖案46端面 的平坦部4抖上,通常形成防反射膜72(或上述之部分膜厚 加厚的防反射膜72),在光射出面44b上使用將發光部45射 出之光線加以特別處理的防反射膜79即可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 裝----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #· 但是’白色光發光二極體,如圖79所示,由於一般波長 光譜具有兩個峰値(450 nm,550 nm) ’因此,需要以這兩 個峰値來抑制反射率。以光射出面44b反射之光線Ln在防 反射膜79上具有相當寬度,斜射入光比垂直射入光,其防 反射膜79的反射率特性較容易偏離低波長部分。因此,用 在内面的防反射膜79之可視範圍的反射率具有兩個極小値 ,而兩個最小値的間隔宜大於自點光源48射出之光線的峰 値間隔。再者,最好是防反射膜79之反射率極小値之兩個 平均値的波長比點光源4 8之兩個峰値的平均値爲長。 圖80爲填入導光板44短邊之發光部45的構造剖面圖。該 發光邵45係將發光二極體晶片8〗密封在透明樹脂82内,除 其前面之外,各面均以白色透明樹脂83覆蓋。該發光部45 士裝在薄膜配線基板84上,並以軟釺銲85固定。再者,薄 膜配線基板84固定在以環氧玻璃構成的補強板86上。導光 1___-50- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑵〇 χ 297公爱)_ 1320119
^ i. 第090104536號專利申請案 文說明書替換頁(93年1月) 五、發明説明(48 ) 板44之光源安裝部87,設有用於容納發光部45之上下貫穿 的孔88,光源安裝部87附近,導光板44的下面設有突出的 定位銷89。另外,在薄膜配線基板84與補強板86上開有通 孔90、91,用於通過定位销89。 然後,在該定位銷89的基部周圍,於導光板44的下面塗 敷紫外線硬化型黏合劑(也可以採用熱硬化型黏合劑)92, 將定位銷89穿過薄膜配線基板84與補強板86的通孔9〇、91 ,並以CCD相·機等對導光板44之厚度方向中心與發光部45 之發光中心進行定位後,藉由照射紫外線,使紫外線硬化 型黏合劑92硬化,來黏合導光板44與發光部45,再將定位 銷89熱鑿在補強板86上。 此時如圖80所示’也可以藉由在光源安裝部87之孔88的 内面(也可以在發光部45的背面或正面或該兩面)設置突出 部93,進行發光部45的定心。此外,也可以於圖上未顯示 之將導光板44與發光部45上下倒置的狀態下,使用對導光 板44上面與發光部45上面進行定位之具有階差的夾具,對 導光板44的中心與發光部45的中心進行定位。此外,也可 以使用%氧玻璃配線基板及標準框(Lead Frame)來取代薄 膜配線基板84。 安裝有此種發光部45之導光板44,如為穿透型液晶顯示 裝置時,則如圖8 1所示,將補強板86置於上方(也可以置於 下方)’安裝在主基板94上,薄膜配線基板84端則連接吸熱 裝置96。再者,將穿透型液晶顯示面板7〇重疊在導光板 上,連接於液晶顯示面板70之薄膜配線基板97端也固定在 -51 -
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-ML ·· 第090104536號專利申請案 說明書替換頁(93年1 Η 五、發明説明(49 ) 主基板94上的吸熱裝置98上。 、形成如上述(長方形的導光板44時,欲直接形成此種長 Z形的導光板44時,如圖82所示,鎊模外内的樹脂流動不 均勻,難以達到全面均勻圖案的複製性,導光板上容易產 生反差。但是,如圖83所示,可以製作大於準備製作之導 光板44的鑄模98 ,使用該鑄模%製作出扇形或半圓狀的大 導光板99,經過適切的切割即可形成導光板44。如此形成 樹脂流動性良.好的大導光板99,藉由將其加以切割製作成 所需的導光板44時,在大導光板99成形時,樹脂向任何方 向的流動都均勻,可以達到全面均勻之圖案複製性,也減 少在導光板44上產生的反差。 另外,說明圖62所示之面光源裝置的尺寸,導光板料之 短邊方向的長度為33 mm,長邊方向的長度約為43 mm(包 含光源安裝部分時,約為47 mm),厚度為〇· 1 mm。此外, 導光板44之非發光區域44d的寬度為〇.2 mm。再者,點光源 48之發光二極體的寬度約為25 mm,深度為1.3 mm。 圖84為將使用上述構造之面光源裝置68之反射型液晶顯 示裝置作為顯示器101組裝成的行動電話100。行動電話1〇〇 在顯示器101上具有放大器102及天線103,在顯示器101下 具有操作按鈕(旋鈕等)104。此外,圖85同樣為將上述構造 之面光源裝置68作為顯示器106來使用的PDA105。該PDA 在顯示器106下具有操作按鈕107。 行動電話100及PDA 105多將顯示器1 〇 1、106的液晶顯示 畫面設置於機器的前面,且縱向較長,寬度狹窄,此外, 52- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1320119 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員' 工 消 費· 合 作 社 印 A7 五、發明說明(50 ) 在顯示器ιοί、106的上下多設有操作開關1〇4、1〇7及放大 器102等。因此,如上述之面光源裝置68,藉由使用將發光 部45置於短邊附近者,較容易設計構件的配置,有助於行 動電話100及PDA105的小型化。尤其是爲使行動電話1〇〇的 天線103產生高頻電磁波,無法在其附近設置IC極高頻電路 等,不過由於發光二極體等的點光源不受高頻電磁波的影 響,因此藉由在此處設置發光部45可以有效利用空間。 (第七種實施形態) 圖8 6爲將本發明另外實施形態之面光源裝置用於前照光 的液晶顯示裝置特性圖。圖86 (A)爲自導光板44射出之光 名的射出光強度角度分佈圖,並顯示出概略平坦的特性。 圖86 (B)〜(E)均爲對應於該圖(A)之射出光強度特性的特性 ,圖86(B)爲在導光板44下面反射,自光射出面4物射出之 光線的強度分佈,圖86 (C)爲液晶顯示面板的擴散特性, 圖86 (D)爲自液晶顯示面板射出之光線的強度特性,圖% (E)爲面光源開啓時的S/N比,以液晶顯示面板反射後,向 .前面射出的圖像[該圖(D)]與在導光板44下面反射,向前面 射出之干擾光[該圖(Bj]的比(參照圖78)。 同樣的,圖86 (a)爲自導光板44射出之光線的射出光強度 角度分佈圖,並顯示概略在中央凹陷的特性。圖86 (b)〜(e) 均爲對應於該圖(a)之射出光強度特性的特性,圖86 (b)爲 經導光板44反射之光線的強度分佈,圖86 (c)爲液晶顯示面 板的擴散特性,圖86 (d)爲自液晶顯示面板射出之光線的強 度特性,圖86 (e)爲s/Ν比。 ___-53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
1320119 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(51 液晶顯示裝置的面光源開啓時(無外光)的反差,視自反 射型液晶顯示面板之反射光(圖像)與導光板44之反射光(刺 眼的反光)的S/N而定,然而經導光板44反射後射出之光線 的特性圖[86 (B),(b)]容易受到自導光板44射出之光線之射 出光強度角度分佈的影響,反之,·經液晶顯示面板反射之 圖像[圖86 (D),(d)]則不易受到自導光板44射出之光線之 射出光強度角度分佈的影響,藉由液晶顯示面板的擴散特 性’縱使其擴散有一些變化’特性也不太會改變。 因此’如圖80 (a)〜(e)所示,藉由降低向垂直於導光板44 之光射出面44b之方向射出的光線強度,可以提高垂直方向 的S/N比。 圖87爲用於達成圖86 (a)〜所示特性的一種擴散圖案 46的平面圖。該擴散圖案46上,其接線與導光板44内部之 光線行進方向垂直之方向構成的角度爲v時,使該角度v 幾乎爲零的區域極小’或是也可以完全沒有。採用此種構 造時,自光的行進方向(y軸方向)觀察時,可以減少向垂直 於光射出面44b之方向射出的光線,可以提高垂直方向的 s/mb ° ‘ (第八種實施形態) 圖88 (b)爲使用導光板之面光源裝置,整個導光板上設置 相同形狀的擴散圖案,此種面光源裝置不論光線射出位置 爲何,自光射出面44b的射出方向均勻的集中。實際上觀察 液晶顯示裝置時,會因液晶顯示裝置在畫面内的位置,而 觀察其的角度不同。因& ’導光板44的定向性不論位置爲 -裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 54- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1320119
五、發明說明(52 可,相同時’會因像素的位置而看出亮度的不同,產生兩 内冗度差異。在導光板44上設置菲涅爾鏡頭等時,雖然 夠解決這個問題’不過該部分的面光源裝置則#厚。'" ,此時,只要藉由導光板44内的位置來改變擴散圖案的 形狀(偏向傾斜面46a的傾斜角度^ )與配置(擴散圖案46的 長度方向傾斜!;),視位置來改變定向性即可。亦即,如圖 88⑷所不,在導光板44的中央部,設置擴散圖案46,使光 線朝向垂直於光射出面44b的方向射出,在周邊部份,自光 射出面44b的射出方向朝向導光板44的中央部時,可以在擴 =圖案46上保持菲涅爾鏡頭功能,整個畫面的任何位置均 能看到相同的亮度,可以促使整個畫面的亮度均勻。 【發明效果】 由於本發明採用上述的構成,因此,面光源裝置的定向 特性不會如圖像閃爍般的狹窄,此外,由於定向特性係集 中在相當狹窄的程度,因此光線損失少,正面亮度提高。 因而使用在圖像顯示裝置等上時,辨識性提高,容易看清 晰。 【圖式之簡要説明】‘ 圖1爲先前之具有一般構造之面光源装置的分解斜視圖。 圖2爲上述面光源裝置的剖面圖。 圖3爲上述面光源裝置的定向特性圖。 圖4爲先前之具有其他構造之面光源裝置的分解斜視圖。 圖5爲上述面光源裝置的定向特性圖。 圖6爲先前之.另外構造之面光源装置的構成平面圖。 __ -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公f ) ' --
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圖7爲上述面光源裝置之擴散圖案的形狀及作用圖。 圖8爲上述面光源裝置的定向特性圖。 · 圖9爲先前之前照光型的面光源裝置剖面圖。 圖爲面光源裝置所需之定向特性的説明圖。 圖11爲一種用於做比較之定向特·性範例圖。 圖12 (a)爲一種所需定向特性範例的特性圖;(b)爲一種 更佳之定向特性範例的特性圖。 圖13爲理想之定向特性、使用棱柱板時之定向特性、使 用擴散圖案時之x軸方向及丫軸方向的定向特性圖。 圖Μ爲自面光源裝置射出之光線之定向特性的立髀 圖。 a .”只’' 圖1 5爲反射型液晶顯示面板與前照光型面光源裝置組成 (面光源裝置)的概略圖。 圖16 (A)(B)(C)(D)爲面光源裝置的定向特性圖,(a)(b) (c)(d)爲對應於反射型液晶顯示面板之反射光強度角度特 性圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖17 (a)爲反射型液晶顯示面板之反射光強度角度分佈 的半値全寬説明圖,(6)爲面光源裝置之定向特性的半値全 寬説明圖。 圖18爲本發明一種實施形態之面光源裝置的構造分解斜 視圖。 圖丨9爲使用於上述面光源裝置之發光部之平面形狀的光 線動態圖。 圖20爲自背面使用正反射板之圖丨9之發光部射出之光線 ___-56-___ 本紙張足度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297 ϋ 1320119 A7 五、發明說明(54 ) 的定向特性圖。 圖21爲圖19的發糸却卜, 光。卩上將邊面之正反射板替換成擴散 請 先 閱 讀 背 之 注 意 反射板時之射出光線的定向特性圖。 今:Γ爲圖2〇及圖21中’求出“方向上光線強度(光能)的 政明圖。 圖23⑷爲在導光板(厚度方向(ζ軸方向)擴散的光線定 =圖,⑻爲在導光板之寬度方向(χ軸方向)擴散的光線 疋。性圖’(c)爲在導光板之厚度方向及寬度方向⑽由方 向、X軸方向)擴散的光線定向特性圖。 圖24爲在導光板之寬度方向擴散之光線經擴散圖案之偏 向傾斜面全反射時,光線方向改變的狀態圖。 圖(a)(b)爲在導光板(寬度方向擴散之光線經擴散圖 案心偏向傾斜面全反射時,光線方向改變的其他狀態圖。 圖26爲穿透擴散圖案之偏向傾斜面,自背面再射 板内之光線的動態圖。 圖27⑷顯示射入擴散圖案前的光線方 散圖案之偏向傾斜面全反射之光線與反射後之光線的= 經 濟 部 智 慧 財 產 局. 員 工 消 費 合 作 社 印 製 ,⑷顯π穿透擴散圖案之偏向傾斜面,自背面再射入之 線與再射入後之光線的方向。 圖28爲自導光板内之光線行進方外抽方向)觀察時之 光線的空間頻率圖。 圖圖29爲自面光源裝置之光射出面射出之光線的定向特性 圖30爲自發光部將光線傾斜導入導光板時之擴散圖案的 -57- 本纸張尺度適用t國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公愛) 1320119 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(55) 設置方式説明圖。 圖31爲檢查導光板中之光線定向特性之方法的説明圖。 圖32爲剖面圓派狀之擴散圖案(比較範例)的反射光線動 癌圖。 圖33爲呈鋸齒狀之擴散圖案(比較範例)的反射光線動態 圖0 圖34⑷爲經剖面爲直角三角形之擴散圖案之偏向傾斜 面全反射的光線動態圖’(b)爲穿透前方的擴散圖案,經後 方的擴散圖案反射的光線動態圖。 圖35爲偏向傾協角的角度分別改變成45。、55。、65。 時’自面光源裝置之射出角度與光線強度的關係圖。 圖36爲擴散圖案之偏向傾斜面的傾斜角厂、背面之傾斜 角β及自光射出面之射出角度ε的定義圖。 圖37 U)(b)爲圖35所示之射出角度與光線強度之關係的
It明圖示概略水平射人之光線經偏向傾斜面反射的 狀心(b)顯示自下方射入之光線經偏向傾斜面反射的狀態 〇 、,Q 38 (a)爲反射型液‘晶顯示面板的擴散特性圖,(匕)爲導 光板《射出光線強度角度特性圖,⑷爲自反射型液晶顯示 70件射出之光線強度角度特性圖。 =39爲擴散圖案的背面傾斜角+時,穿透偏向傾斜面, 自背面再射入之光線的動態圖。 圖40爲擴散圖案的背面傾斜角小時,穿透偏向傾斜面之 光線的動態圖。 -58- '裝--------訂--------- (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制衣 1320119
五、發明說明(56 固41 (a)爲自線狀光源導入導光板内之光線行進方向的 概略圖,(b)爲自設置間隔所配置之數個點光源導入導光板 内 <光線行進方向的概略圖,(c)爲自集中在一處配置之數 個點光源導入導光板内之光線行進方向的概略圖。 ,圖42爲本發明其他實施形態之面光源裝置及使用之反射 型液晶顯示裝置的概略侧面圖。 圖4 3爲上述面光源裝置中導光板之擴散圖案的放大剖面 圖。 圖44爲本發明另外實施形態之面光源裝置的概略平面圖 θ 4 5爲自上述面光源裝置射出之光線的定向特性圖。 圖46爲本發明另外實施形態之面光源裝置的概略平面圖 〇 圖47爲設置在上述面光源裝置之導光板上的擴散圖案放 大平面圖。 圖48顯示上述擴散圖案的其他型態範例。 圖49顯示彎曲擴散圖案及射入其中的光線。 圖50爲在圖49之e點‘上反射之光線以的定向特性圖。 圖5】(a)顯示自z軸方向觀察在圖49之6點、f點、§點上反 射尤光線L4 ' L5、L6的方向’(b)顯示被偏向傾斜面反射之 (a)的C〗、C2光線。 圖52爲圖49所示之光線的射出區域圖。 圖53爲本發明另外實施形態的面光源裝置斜視圖。 圖54爲上述面光源裝置的光線動側面 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-59- 1320119 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明(57 圖55爲在導光板内面使用正反射板時之平行於光射出面 之方向(y軸方向)與射出光構成之角度與射出光強度的關 係圖。 圖56爲在導光板内面使用擴散反射板時之平行於光射出 面之方向(y轴方向)與射出光構成之角度與射出光強度的 關係圖。 圖57爲使用形成有不同構造擴散圖案之導光板之面光源 装置的概略側面圖。 圖58爲使用形成有另外不同構造擴散圖案之導光板之面 光源裝置的概略側面圖。 圖59爲使用數個點光源之比較範例的概略圖。 圖60爲使用數個點光源與圓柱鏡頭之比較範例的片段概 略斜視圖。 、圖61爲使用數個點光源與凹面鏡以射出狹窄定向性光線 之面光源裝置的概略平面圖。 圖62爲本發明另外實施形態之面光源裝置的平面圖。 =63爲將圖62之面光源裝置作爲後照光使用之液晶顯示 裝置的概略側面圖。‘ =爲將圖62之面光源裝置作爲前照光使用之液晶顯示 裝置的概略側面圖。 面^5⑷爲彎曲之擴散圖案的平面圖,(b)爲⑷的Η線剖 圖66爲經上述之擴散圖案之偏向傾斜面反射的光線 -60- --I-----訂--I------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 擴散 圖 本紙張尺度剌中(L'NS)A4規格(210 X 297公釐) 1320119 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(58 ) 圖67顯示穿透上述擴散圖案的光線。 圖68 (a)爲設置有上述擴散圖案的導光板平面圖,(b)爲 (a)的A部放大圖,(c:^(aw々B部放大圖,((1)爲(3)的匚部放 大圖。 圖69爲上述導光板之距發光部(光源)之距離與擴散圖案 之圖案密度的關係圖。 木 圖70爲上述導光板之距發光部(光源)之距離與擴散圖案 之圖案長度的關係圖。 圖71爲上述導光板之距發光部(光源)之距離與擴散圖案 數量密度(圖案數量/面積)的關係圖。 圖72爲上述面光源裝置中,料自光射出面角落傳送較 多光線之構造及其作用的概略圖。 、 圖73爲填入固定框之導光板的概略圖。 圖74爲在上述導光板之圖案面形成有防反射膜的片段放 大剖面圖。 圖75爲發光二極體之波長與射出光㈣度的__ 〇 爲防反射膜上之射人光波長與反射率的關係圖。 圖77爲説明用於在擴散圖案邊緣形成較厚之防反射 法的概略圖。 圖78顯示以導光板之圖案面與光射 , 对出面寺反射而形成之 刺眼的反光,及設置在導光板圖案面 ^ 吗兴先射出面上的防反 射膜。 圖79爲自白色光發光二極體射出乏 ^ <先線的射出強度波長 特性圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-61 -
1320119 第090104536號專利申請案 .A7 中文說明書替換頁(93年1月) ΑΒ7 %::-λ:, _ 五、發明説明(59 ) h·”: 一——…二 圖80為安裝在導光板上之發光部的構造剖面圖。 圖81為安裝在電路基板上的液晶顯tf裝置側面圖。 圖82顯示在金屬型長方形空腔内形成長方形導光板時的 樹脂流動。 圖83以大於對象導光板,具有樹脂流動順利之空腔之金 屬型的成形狀態說明圖。 圖84為行動電話的正面圖。 圖85為PDS的正面圖。 圖86 (A)(a)為自導光板射出之光線的射出光強度分佈圖 ,(B)(b)為在導光板下面反射,自光射出面射出之光線的強 度分佈圖,(C)(c)為液晶顯示面板的擴散特性圖,(D)(d)為 自液晶顯示面板射出之光線的強度特性圖,(E)(e)顯示面光 源開啟時的S/N比。 圖87為本發明另外實施形態之面光源裝置上使用之擴散 圖案的平面圖。 圖88 (a)為本發明另外實施形態之面光源裝置的概略圖 ,(b)為比較說明圖。 元件符號之說明 -62- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
裝 訂
k- 1 面光源裝置 5 擴散圖案 2 導光板 6 電路基板 2a 光射入面 7 發光二極體 2b 光射出面 8 雙面膠帶 3 發光部 9 擴散板 4 反射板 11 面光源裝置 1320119 第090104536號專利申請案 A7 中文說明書替換頁(93年1月) ,57 五、發明説明(60 ) 一 y 一 <Λ — · t> \j 12 發光部 44 導光板 13 棒狀構件 44a 光射入面 14 發光二極體 44b 光射出面 15 導光板 44e 平坦部 15a 光入射面 44f 圓形部分 15b 光出射面 45 發光部 16 棱柱狀圖案 46 擴散圖案 17 擴散反.射板 46a 偏向傾斜面 18 擴散板 46b 背面(再射入面) 19 棱柱板 47 楔狀導光體 21 面光源裝置 47a 前面 22 導光板 48 點光源 22a 光入射面 49 正反射板 22b 光出射面 50 稜柱板 23 發光二極體 51 擴散圖案 24 擴散圖案 52 擴散圖案53 點光源 31 面光源裝置 54 導光體 32 導光板 55 導光體 33 缝隙 56 前照光型面光源裝置 34 線狀光源 57 反射型液晶顯示面板 35 反射型液晶顯TF面板 58 面光源裝置 41 前照光型面光源裝置 59 擴散圖案 42 反射型液晶顯不面板 60 面光源裝置 43 後照光型面光源裝置 61 面光源裝置 -63- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1320119 訂
k- 第090104536號專利申請案 A? ' 中文說明書替換頁(93年1月) .B7 五、發明説明(61 ) 93. 1, SO........ —- 62 正反射板 87 光源安裝部 63 棱柱板 88 孑L 64 棱柱狀圖案 89 定位銷 65 點光源 90 通孔 66 圓柱鏡頭 91 通孔 67 凹面鏡 92 紫外線硬化型黏合劑 68 面光源裝置 94 主基板 69 反射板- 98 鑄模 72 反射防止膜 99 導光板 73 斜面部 100 行動電話 74 斜面部 101 顯示器 75 固定框 102 放大器 76 凸狀袋 103 天線 77 真空蒸鍍裝置 104 操作按备 78 蒸鍍源 105 PDA 79 反射防止膜 106 顯示器 81 發光二極體晶片 107 操作按紐 82 透明樹脂 Cl、 C2 光線 83 白色透明樹脂 L4、 L5、L6 光線 84 薄膜配線基板 PI ' P2、P3位置 85 軟銲 86 補強板 -64 - 裝 本纸浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 忍舉聊104536號專利申請索 申請專利葙圍替換本(98年6月) 申請專利範固 $年έ月㈣修⑻正本 種面光源裝置,其具有:發光部;及導光 自上述發光部射出並自光射入 其系使 並自光射出面射出;其特徵在於:4呈面狀擴散’ 於上述導光板之光射出面或其背面的 數個凹狀圖案,其包含:偏面上形成 反射;及再射入面,其係用以*係用以使光全 ' 使穿透上述偏向傾斜面的 无丹.射入; 上述凹狀圖案具有包含上碟偏向傾斜面及上述再射入 面之三角溝狀㈣面’且在與導光板中之與光行進方向 垂直的方向上具有相同的剖面; 上述發光部具備:光源,其係與上述導光板之光入射 面相較為較小者’·光束整形手段,其係使自上述光源射 出之光呈線狀擴散,並自其光射出面射出;正反射板, 其係與上述光束整形手段之光射出面之背面對向設置; 及稜柱板,其係配置於上述光束整形手段之光射出面側, 使自上述光束整形手段射出之光偏向至與上述光束整形 手段之光射出面垂直的方向; 自與上述導光板之光射出面垂直的方向觀察上述導光 板時’自上述光束整形手段射出之全部光量中之2/3以 上的光’係射出至自上述光束整形手段之光射出面的長 度方向起40。以内的區域; 射入上述導光板之光量中之5〇%以上的光量,係包含 於自與上述導光板之光射出面垂直方向觀察之在全方位 26。以内的角度區域。 69499-980630.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
    訂 馨 1320119 A8 B8 C8
    1320119 A8 B8
    A8 B8 C8 T\Q
    1320119 之光射出面之平面中之上述偏向傾斜面的稜線係成直線。 7. 如申凊專利範圍第i、2或6項中任一項之面光源裝置, 其t上述凹狀圖案之偏向傾斜面對設有上述凹狀圖案的 一面傾斜45。〜65。。 8. 如申凊專利範圍第丨、2或6項中任一項之面光源裝置其 中係將點光源設置在長方形之導光板的短邊端面,將該光 源之發光面朝向位於上述導光板之對角方向的角落。 9.,申請專利範圍第7項之面光源裝置,#中係將點光源 设置在長方形之導光板的短邊端面,將該光源之發光面 朝向位於上述導光板之對角方向的角落。 10·如申讀專利範圍第8項之面光源裝置,纟中設置有上述 光源之導光的短邊與位於上述光源近邊的導光板長邊 ,具有向彼此相對之短邊及長邊傾斜的部分。 11. 如申請專利範圍第9項之面光源裝置,其中設置有上述 光源之導光的短邊與位於上述光源近邊的導光板長邊 ,具有向彼此相對之短邊及長邊傾斜的部分。 12. -種面光源裝置的製造方法,其係在導光板之光反射面 之背面形成有數個凹狀圖案之如申請專利範圍第3或7項 之面光源裝置的製造方法, 其具有:射出成形步驟,其係形成面積大於所需導光 板的平板; 及切削步驟,其係切削上述平板之所需導光板以外的 部分。 69499-980630.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公袭^ :---
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