TWI344043B - Surface light source device - Google Patents

Description

1344043 顯示裝置11之薄型化與低成本化。

然而’如此構造之液晶顯示裝置li中，如圖1(b)中虚線箭 頭所示’於偏向圖案17之附近於導光板14之底面平坦部所 反射之光入射至偏向圖案17並於此全反射後，自垂直於光 出射面1 8的方向向較大地傾斜之方向射出。若自傾斜方向 觀察背光12’則因該光故而如圖2所示於導光板14之表面產 生亮線19 ’從而液晶顯示裝置11之畫質下降。

(先前例2)

圖3 (a)係表示專利文獻2所揭示之液晶顯示裝置之構造的 概略剖面圖，圖3(b)係表示圖3(a)之一部分的放大圖。為解 決如上所述之問題，專利文獻2所揭示之液晶顯示裝置2! 中’於導光板14之底面於偏向圖案17之光源側突設有三角 稜鏡狀之凸部22 ^若設置有如此之凸部22，則入射至偏向 圖案1 7之光源側之光’如圖3(b)中虛線箭頭所示，藉由凸部 22而全反射並入射至偏向圖案17。其結果為，於偏向圖案 17所反射之光’向大致垂直於導光板丨4之光出射面18的方 向出射並作為照明光而有效利用。因此，如圖2所示之亮線 19之產生得到抑制，且液晶顯示裝置21之畫質得到改善並 且畫面亮度亦提高。 然而，使三角稜鏡狀之凸部22突出於導光板14之底面的 方法中’若自導光板14之底面之反射板1 6侧施加壓力，則 產生藉由壓力而壓碎凸部22之問題。例如，如圖4所示，若 顛倒液晶顯示裝置2 1，並自反射板1 6之上方以金屬棒2 3按 壓，則觀察到凸部22之壓碎。於液晶顯示裝置21之安裝步 111917.doc 會產生亮線。 二遠：散圖案垂直於導光方向的面内之剖面為等腰三角 之三角波狀，且亦可於導光方向具有同樣的剖 .Α ^ 導先方向入射之光於擴散圖案反射，而 =光出射面的方向觀察向自導光方向偏離之方向擴 月文’不會產生亮線。 二擴散圖案垂直於導光方向的面内之剖面為波形狀， :導光方向具有同樣的剖面，垂直於導光方向的剖面中 之：开/之間距亦可為無規則。此時，藉由自導光方向入射 2 :擴散圖案反射，而自垂直於光出射面的方向觀察向 牵方向偏離之方向擴散，不會產生亮線。進而，於擴 L :、之間距為無規則之情形時，可使藉由於擴散圖案繞 ，、並進行色分離而產生之光出射面之色斑減少。 較佳的是’於擴散圖案之間距為無規則之情形時，使垂 直碎上述擴散圖案之導光方向的面内之剖面之間距，最小 值為1·5μΐη以上’最大值為最小值之2倍以上’最小值與最 大值之間的各間距之擴散圖案以大致相同的頻率表現。藉 此’可使藉由於擴散圖案繞射、並進行色分離而產生之光 出射面之色斑減少，故而可使亮線更小。 、，進而，使位於上述擴散圖案之光源側之端#，為大致呈 , 半圓錐形狀之圖案沿與導光方向正交之方向排列的形狀， 從而亦有效減少亮線。 又’作為擴散圖案之不同之形態，可藉由呈半球狀或半 循圓球狀之多個圖案而構成，亦可藉由呈圓錐狀、橢圓錐 H19I7.doc 1344043 狀或角錐狀之多個圖案而構成者。該等形態之擴散圖案亦 可有效抑制亮線之產生。 於本發明之進而其他實施態樣中，自導光方向入射之光 藉由上述擴散圖案而反射之方向，自垂直於上述光出射面 的方向觀察，相對於上述導光方向大於0。小於9〇。，故而對 降低亮線更有效。

於本發明之進而其他實施態樣中，當將自與前項導光板 之光出射面為相反側之平坦面所測得的上述擴散圖案之最 大高度設為Rmax，將自與上述導光板之光出射面為相反側 之平坦面所測得的上述偏向圖案之垂直方向高度設為Η 時’上述擴散圖案之最大高度Rmax滿足 0.2 pmSRmaxS0.5xH。 根據該實施態樣，可使面光源裝置之亮度之降低減小。 又’若擴散圖案之最大高度Rmax為〇2 μηι以下，則藉由擴 散圖案而光難以繞射’抑制亮線之效果降低。

於本發明之進而其他實施態樣中，上述擴散圖案之導光 方向中之長度，為用以使上述偏向圖案中之光全反射之傾 斜面的導光方向中之長度之2倍以上，故而自擴散圖案於與 光源側之光出射面為相反側之平坦面反射之光，向偏向圖 案入射之比例變少，且防止亮線之效果變得更高。 於本發明之進而其他實施態樣中，沿位於上述偏向圖案 之最上部之稜線設置有微小的凹凸形狀。因此，可使光於 偏向圖案之凹凸形狀處擴散，並且當位於偏向圖案之最上 部之稜線帶弧度之情形時，可藉由於該稜線反射之光而防 H1917.doc 1344043 止產生亮線。 再者，本發明之以上所說明之構成要素，可任意地組合。 【實施方式】 以下’依據圖示詳細說明本發明之實施例。 [實施例1] 圖5係本發明之實施例1之面光源裝置之立體圖。如圖5

所示，面光源裝置3 1，係於包含透明的樹脂材料之導光板 34之角部配置較小的光源35，並與導光板34之底面對向且

配置反射板3 6者。導光板34例如藉由聚碳酸酯樹脂或聚甲 基丙烯酸甲醋、COP(環烯烴聚合物）等透明的樹脂材料而成 形。於導光板34之底面’使光源35之位置為大致中心之同 心圓狀地，形成有多數之微小的偏向圖案37及微小的擴散 圖案38。偏向圖案37及擴散圖案38，以於面光源裝置η之 有效出射區域為大致均勻的亮度，於光源35之附近以較小 的密度而設置，且隨著離光源35變遠而密度變大。光源乃 係將LED(llght emitting diGde，發光二極體）之裸晶封止於 透明樹脂内，it而以白色樹脂覆蓋除其光出射面以外之區 域者。又，光源35於圖5所示之例中嵌入導光板34内之角 部’亦可配置於導光板34之外周部。反射㈣藉由白色薄 片或金屬缚片而形成。再者，以下於僅稱作導光板34之底 面時，係指導光板34之底面之平坦面。 _ =導光板34藉由射出成形法而成形。即’成形金屬模具 包3下金屬模具血上今厲 、 …、上金屬模具’於兩個金屬模具間形成有 成I用之空腔。下金屬 屬槟具具備有用以成形光出射面39之 111917.doc 12· 1344043 反射之光’或於擴散圖案38反射進而於光全反射面40所反 射之光，向自如圖2所示之亮線19之方向偏離之方向射出， 並且其出射方向不集中。因此，藉由該面光源裝置31，亦 可抑制先前例1 (專利文獻1之面光源裝置）中成為問題之亮 線之產生而且’與先前例1相比亦不必擔心面光源裝置 31之正面亮度降低。 而且，該擴散圖案38,設置於導光板34底面之凹部42内 並且不自導光板34之底面凸出，故而不必擔心藉由如來自 先則例2(專利文獻2之面光源裝置）之凸部22之外部之壓力 或衝擊而損傷。 再者，反射板36發揮使自導光板34之底面所漏出之光反 射並使之再入射至導光板34内的作用。再入射面41發揮捕 捉光自全反射面40所漏出之光並使之再入射至導光板“内 之作用。繼而，反射板36及再入射面41，使面光源裝置” 之光利用效率提高。 其次，使用圖8及圖9用說明實施例1中之偏向圖案37及擴 散圖案38之最佳的設計例。為使來自光出射面”之光出射 效率良好，較佳的是全反射面40之傾斜角Θ1設定為3ι。〜57。 之範圍。 該理由於圖10明確化。圖10係表示光全反射面4〇之傾斜 角Θ1(稜鏡傾斜角）與自光出射面39所射出之光的亮度為最 大之峰值角度之關係的圖。圖10之橫軸表示光全反射面4〇 之傾斜角Θ1，縱軸表示自光出射面39所射出之光的亮度為 最大之峰值角度。該峰值角度，係於包含導光方向、且垂 H19l7.doc 15

直於光出射面39的平而由 , θ 十面内，自垂直於光出射面39的方向所 、·〜角又且離光源3 5較遠側為正值，接近於光源3 5之 一·!為負值作為對面光源裝置較佳的特性，當考慮液晶顯 不裝置等之用途之情形時，較佳的是自垂直於光出射面39 的方向測量為-20。〜+2〇。之範圍内可得到良好的亮度。為 此，自光出射面39所射出之光之峰值角度處於·2〇。〜+2〇。 之範圍即可。根據圖10，可知為使出射光之峰值角度收納 於20 + 20之範圍，使光全反射面4〇之傾斜角Θ1為 31 57之$€圍即可。因此’若使光全反射面之傾斜角㈤ 為31〜57。，則面光源裝置31之出射光之峰值角度（與光出射 面39垂直於的方向所呈角度）為_2〇。〜+ 2〇。，且可得到良好 的亮度。 又，較佳的是再入射面41接近於垂直面（傾斜角9〇。），但 為容易地進行成型時之脫模自垂直面適度地傾斜。 現在，於圖8所示之剖面中使擴散圖案38之稜線之端為點 B，使自點B’嚮導光板34之底面垂直地下降之垂線與導光 板底面之父點為點B。於先前例1中成為亮線1 9之光，與導 光板底面呈20。以上之角度並入射至導光板34之底面之 光’藉由於導光板底面與光全反射面4〇全反射而產生。因 此’為抑制亮線之產生，如圖8中虛線箭頭所示，於擴散圖 案38全反射之光（當將擴散圖案38考慮為回折格子之情形 時，〇次反射光）可不入射至光全反射面4〇。為此，使連接 點B及偏向圖案37之頂點D'之線段BD·與導光板底面所呈之 角度為Θ2時，Θ2為20°以下即可。 1119l7.doc 使自偏向圖案37之頂點D1嚮導光板34之底面垂直地下降 之垂線與導光板底面之交點為D時，向光全反射面40之導光 板底面之投影長度W以點D與光全反射面4〇之下端點c之距 離表示。偏向圖案37之垂直方向高度η，使用光全反射面4〇 之投影長度W與傾斜角Θ1，表示為 H= W · tanOl ·..(數 1) 〇 又’若使光全反射面40之下端點C與點B之距離（以下，稱作 擴散圖案38之長度。）為L，則可得 H= (W+L) . tan02 ...(數 2)。 因此，Θ2為20。以下之條件，根據上述（數丨）、（數2)，為 L>Wx[(tan01/tan2O°)-l] 數 3)。 若考慮光全反射面40之傾斜角Θ1為45。之情形時，偏向圖 案37之垂直方向高度η，與光全反射面4〇之投影長度评相 等。繼而’根據上述（數3)，可得L>1.75xW。

因此’可知若具有若干之富餘，則使擴散圖案38之長度L 為光全反射面40之投影長度w之約2倍以上即可。光全反射 面40之投影長度w通常為5 μηι左右，故而偏向圖案37之垂 直方向同度Η亦為5 μπι左右，擴散圖案38之長度L·為1〇 μιη 左右以上即可。 此亦可表現為，當偏向圖案37之寬度與擴散圖案38之寬 度大致相等之情形時’向擴散圖案38之導光板底面之投影 面積為向光全反射面40之導光板底面之投影面積的約2倍 以上即可。又，w ^ 人右擴散圖案38之面積過大，則光之擴散變 A ’故而較佳的是擴散圖案38之寬度小於W+Pmax。

因此’於該面光源裝置31中，藉由使擴散圖案38之長度L 111917.doc 1344043 為光全反射面40之投影長度w之約2倍以上，可防止以大於 2〇之角度入射至擴散圖案3 8之光，進而於光全反射面4〇反 射並成為亮線’且可抑制亮線之產生。 又，如圖8及圖9所示，較佳的是當將自導光板34之底面 • 之平坦部所測得之擴散圖案38之最大高度設為11111以時，擴 月欠圖案38之最大高度Rmax為 0.2 pmSRmaxS〇.5xH ...(數4)。 f| 說明該理由。圖11係表示使擴散圖案38之最大高度Rmax& 變並調查面光源裝置31之亮度之變化的結果之圖。圖丨丨之 橫軸表示對偏向圖案37之垂直方向高度H之擴散圖案38之 最大而度Rmax之比，縱軸表示面光源裝置3〗之亮度比。其 • 中，亮度比為，使未設置擴散圖案38之情形時之亮度為 1〇〇%。容許的亮度之降低率為未設置擴散圖案38時之25% 左右，根據圖11可知此係Rmax/H $ 0 5。因此，使Rrnax $ 〇 5H 即可。 晒除另一方面，若使導光板34之折射率約為15，則於導光板 34内導光之光的光線方向相對於導光板“之底面所呈之角 度為-40。〜+40。之範圍内。擴散圖案38作為反射型之回折格 子起作用’故而若以該角度範圍之光為不於擴散圖案38繞 射之尺寸製作擴散圖案38 ,則於擴散圖案38所反射之光之〇 次光（正反射光）增加，從而成為產生亮線之原因。若考慮相 對於導光板底面以_40。〜+ 4〇。之角度所傳播之波長至4〇〇 nm之光’則為該光於擴散圖案38繞射，則擴散圖案38之最 大门度Rmax必須為〇 2 μΐΏ以上。因此，使擴散圖案％之最

111917.doc -18- 1344043 大高度為Rmax之下限值即0·2 μιη，且擴散圖案38之最大高 度Rmax之較佳的範圍如上述（數4)，為〇.2 pmSRmax$〇.5xH。 又’較佳的是擴散圖案38之凹凸之高低差儘量接近於 Rmax。斜面43之傾斜角度大致為45。，故而若使斜面43之下 端為點A ’則向斜面43之導光板底面之投影長度ab = d與斜 面43之高度Rmax大致相等。 進而’較佳的是圖9所示之擴散圖案38之間距（週期）P為 1 · 5 μηι以上。所謂擴散圖案3 8之間距，如圖9所示，係鄰接 之凸部（最高位置）間之水平距離。於擴散圖案38所反射之光 之中〇次（繞射）光之比例’藉由如圖12般擴散圖案38之間距 Ρ而改變。自圖12可知，若擴散圖案38之間距ρ變短則隨之〇 次光之比例增加。 若〇次光之比例為50%以下則可使亮線減少，故而可知根 據圖12擴散圖案38之間距Ρ為1.5 μηι以上即可。 其次，比較先前例1、先前例2及實施例1之面光源裝置之 各指向特性並加以說明。圖13(a)、圖13(b)及圖13(c)分別係 表示於先前例1、先前例2及實施例丨中自導光板之光出射面 所射出之光之指向特性的圖，且顏色越濃的部分表示亮度 越亮。於圖13(a)、圖13(b)及圖13(c)中，各圓之中心表示垂 直於導光板之光出射面的方向’距中心之距離（半控）表示自 垂直於光出射面的方向所測得之仰角ξ，圓周方向之角度表 示以導光方向為基準之方位角ζ。 圖14係說明圖13中所使用之仰角ξ與方位角ς之定義的 111917.doc -19· rs) 1344043 圖。點F表示導光板14、34之光出射面18、39中之任意之位 置，一點鎖線FG表示豎立於光出射面18、39之垂線。粗實 線箭頭K係表示自點m射出之光之出射方向的出射方向向 量。此處垂線FG與出射方向向量尺所呈之角度為仰角 又，想像以點G為中心，與出射方向向量κ連接，且，平行 於光出射面18、39的圓Μ。設想包含連接光源15、35與點F 之線段及垂線FG之平面，將該平面與圓Mi2個交點之中導 光方向（距光源較遠之側）之點設為Ν丨，將光源方向（接近於 光源之側）之設點為Ν2。又，將圓Μ與出射方向向量尺之接 點設為Q。繼而，自GN1方向逆時針旋轉地測得之至GQ方 向的角度為方位角ζ。簡而言之’自垂直於光出射面18 39 的方向觀察，自導光方向逆時針旋轉地測得之至光出射方 向的角度為方位角ζ(參照圖1 6)。 於先前例1之情形時，如圖13(a)所示，出射光於導光方向 較長地延伸，此成為亮線。對此，於先前例2及實施例1之 情形時’如圖13(b)、⑷所示，出射光集中於中心部分（垂 直於光出射面的方向之附近），從而亮線之產生得到抑制。 圖！5係表示與導光方向平行的方向中之先前例i(記號： ◊) '先前例2(記號：□)及實施例1(記號：·）之指向特性之 圖。圖15中之橫軸表示導光方向中之光之出射角度。所謂 導光方向中之光之出射角度，係包含圖所示之如圖 16⑷之Χ3·Χ3剖面之導光方向且垂直於光出射面的平面内 之出射角度。此係與方位角《為〇。及18〇。時之仰角ξ相同者。 其中’圖15中’如圖16所示，方位角為刚。時之出射角度， 1119l7.doc -20- 1344043 仰角ξ附有負符號。圖i 5之炉 之縱軸表示向各出射角度之方向所 射出之光之亮度。又，圖1<; 圖15中表示有成為亮線之區域。 根據圖1 5，先前例1中，忐 成為7C線之區域中之亮度較高， 因此產生如圖2所示之； t儿線19。對此，實施例1中，於成為 免線之區域中，與先前例2為相同程度亮度變小，且可與先 前例2相同程度地抑制亮線。又，垂直於光出射面的方向(出 射角度大致為G。之方向）中，實施⑷之亮度若與先前例2相 比減小若干’但與先前例1為相同程度之亮度。因此，根據 實施例1之面光源裝置’可知不使正面亮度較先前例!之面 光源裝置更降低，可消除因亮線引起之晝質之降低。而且， 如圖4所示進行耐按壓檢查之結果，先前例2中產生圖案之 才貝傷，而先前例1與實施例丨之面光源裝置中未產生圖案之 損傷。 、 [實施例2]

圖17係表示於本發明之實施例2之面光源裝置中，設置於 導光板之底面之偏向圖案37及擴散圖案38之形狀的概略立 體圖。又，圖18係表示擴散圖案38之剖面的圖，且係圖17 之X4-X4線剖面圖。 實施例2中，使用内置有紅色、綠色、藍色之三色之lED 者作為光源3 5。繼而，藉由使該紅色光、綠色光及藍色光 混色而生成白色光。 又，於實施例2中’擴散圖案38剖面大致呈正弦曲線狀， 但正弦曲線之鄰接之凸部間之水平距離（擴散圖案38之間 距P)並未固定，而是無規則地改變。擴散圖案3 8之間距p之 111917.doc -21 - 1344043 最小值Pmin為Μ μιη以上，且擴散圖案38之間距p之最大值 Pmax為最小值之2倍以上之尺寸。例如，良好的實施例中， 使擴散圖案38之間距P之最小值1>111比為2.5 μιη，使擴散圖案 3 8之間距卩之最大值卩111&\為54111。 使擴散圖案3 8之間距Ρ之最小值pm in為1.5 μηι以上，係因 為於圖12中所說明般，使於擴散圖案38反射之光所包含的〇 次光之比例為5 0%以下。

但是’雖然擴散圖案38之間距Ρ係無規則的，但無規則地 形成之擴散圖案38之鄰接之凸部間的間距ρ，於導光板内以 大致相同的頻率表現之方式而形成。即，當考慮形成於導 光板34整體之擴散圖案38，或形成於導光板34之任意一部 分區域之擴散圖案38時’如圖19所示，各間距ρ之擴散圖案 38中數量（頻率）大致相同。因此，擴散圖案38之光之擴散情 況於導光板34整體大致均勻’且於導光板34上難以產生亮 斑0

圖20表示有於具有無規則的間距之擴散圖案38之實施例 2中’於擴散圖案3 8繞射反射之紅色光（R)、綠色光（G)及藍 色光（Β)之各出射方向中之亮度。又，圖21表示有於具有固 定間距之擴散圖案38之實施例1中，於擴散圖案38繞射反射 之紅色光（R)、綠色光（G)及藍色光（Β)之各出射方向中之亮 度。於具有固定間距之擴散圖案38之面光源裝置中，當光 源中使用包含紅色光、綠色光及藍色光之混色型之白色光 源之情形時’如圖21所示，於擴散圖案38反射之繞射光（〇 次光以外之繞射光）引起色偏，且面光源裝置之光出射面如 1119l7.doc -22- 1344043 彩虹般出現色差。對此，於擴散圖案38之間距Pmin至

Pmax(与2xPmin)之不均之實施例2之情形時，如圓2〇所示， 〇次光以外之繞射光減半’且光出射面中之色分離亦變小， 並可提鬲紅色光、，綠色光及藍色光之混色程度且使白色光 自光出射面射出。 再者’關於此處所說明之最佳的數值例或設計條件以

外’適用實施m中所說明之最佳的數值例或設計條件。 [實施例3] 圖22係表示於本發明之實施例3之面光源裝置中，設置於 導光板之底面的偏向圖案37及擴散圖案38之形狀的概略立 體圖。圖23係表示擴散圖案38之剖面的圖，且係圖。之 X5-X5線剖面圖。於實施例3中，沿偏向圖案37之稜線（最高 的位置：剖面中之點D，）形成有微小的凹凸圖案料。圖示= 中表不有正弦曲線狀之圖案’亦可為不同之圖案形狀。又， 凹凸圖案44之間距，與擴散圖案38之間距p為相同程度。

又若將擴政圖案38之最大尚度設為Rmax，則凹凸圆案44 之最大高低差Rmax2為， 0.2 pmSRmax+Rmax2S0.5xH ...(數4)。 此處’ Η為偏向圖案37之垂直方向高度。 例如，於如實施例】之三角稜鏡狀之偏向圖案37之情形 時，於導光板34之成形時偏向圖案37之稜線不呈銳角，因 樹脂之填充不良而偏向圖案37之棱線帶弧度。因此，如圓 24所示，入射至偏向圖案37之稜線之光，藉由偏向圖案w 之帶弧度之稜線而於導光方向之垂直面内散射且此將成 HI917.doc •23· 1344043 為使光出射面39中產生亮線之原因β 對此，於實施例3之情形時，沿偏向圖案37之棱線形成有 凹凸圖案44,故而入射至偏向圖案37之稜線之光不僅於 *《光方向之垂直面内散射，而且亦於自該垂直面偏離之方 》 向散射，，若自垂直於光出射面39的方向觀察，則於偏 向圖案37之稜線反射之光，相對於導光方向亦於橫方向散 射。其結果為，根據實施例3之面光源裝置，可更有效地抑 _ 制光出射面39中之亮線之產生。 > 再者，於f施例卜3中，京尤具有正弦曲線狀之剖面之擴散 圖案38加以說明，但擴散圖案38亦可為如圖乃所示，具有 Λ致等腰三角形之圖案連續地重複之三角波狀之剖面者。 此時，較佳的是擴散圖案38之最大高度Rmax，為 〇.2叫以贿^.5叫（其中，H為偏向圖案37之高度）。 擴散圖案38’無須為於導光方向延伸之棒狀者，例如如 圖26(a) (b)所示，亦可為呈半球狀或半挪圓球狀等圓頂狀 # 之圖案幾乎無間隙地排列者。又，如圖27⑷、（b)所示，亦 可為圓錐狀、橢圓錐狀、稜錐狀或四角錐狀之圖案無間隙 地排列者。 圖28係於表*導光板取―側面之令央部配置光源”之 面光源裝置51的立體圖。實施例1中雖於導光板34之角部配 置光源35，但亦可如圖28所示於導光板“之一側面之中央 部配置光源35。此時，導光方向為連接光源35及偏向圖案 37之方向’各偏向圖案37以其寬度方向與導光方向大致正 交之方式而配置，擴散圖案38沿與導光方向正交之方向而 MI917.doc -24- 剖面形狀（圖案）改變。 [實施例4] 圖29係表示沿導光板34之一側面配置光源35之實施例4 之面光源裝置52的立體圖。該面光源裝置52中，大致遍及 導光板34之一側面之全長而配置有呈棒狀之光源35(線狀 光源）。於導光板34之底面形成有偏向圖案37與擴散圖案 38 ° 此處’就導光方向加以說明。所謂導光方向，係以最短 距離連接各偏向圖案37及光源35之方向，且係該面光源裝 置52中圖29令虛線箭頭所示之方向，即，自垂直於光出射 面39的方向觀察，與光源35之長度方向正交之方向。於圖$ 所不之較小的光源35(點光源）之情形時，使連接各偏向圖案 37及光源35之方向為導光方向，「所謂導光方向，係以最短 距離連接各偏向圖案37及光源35之方向」之新的定義係擴 大前者之定義者，且包含前者之定義。 偏向圖案37，於沿導光方向之剖面中形成為剖面三角形 狀’沿與導光方向正交之方向於同樣的剖面延伸。又，導 光板34之長度方向之間距，隨距光源35變遠而變短。 擴散囷案38配置於各偏向圖案3 7之光源35側，與導光方 向正交之方向中剖面圖案按照正弦曲線狀變化，且於與導 光方向平行的方向於同樣的剖面延伸。 [實施例5] 圖30係表示具備本發明之實施例5之面光源裝置32之液 晶顯示裝置61的立體圖。圖31係該液晶顯示裝置6〗之概略 111917.doc -25- 1344043 剖面圖。即’於面光源裝置32之前面側配置有液晶面板33。 如此之液晶顯示襞置61中’即使不使用稜鏡面板等，也可 藉由面光源裝置32而自底面垂直地照亮液晶面板33。繼 而，藉由使用本發明之面光源裝置32，而液晶顯示裝置61 中不產生亮線，且畫面之可見度變得良好。而且，亦不必 擔心擴散圖案38因外力或衝擊而受到破損。 再者，亦可於面光源裝置32與液晶面板33之間，因應需 要如圖32所示’夾入擴散板63。 又，於自光出射面39所射出之光之、來自垂直於光出射 面39的方向之傾斜較大時，如圖33所示，亦可於面光源裳 置3 2與液晶面板3 3之間夾入稜鏡片6 4，使出射光： 向射出。 乃 雖未圖示’但作為液晶顯示裝置，並非限定於自 者為相反側（底面側）照亮液晶面板之背光方U，亦可自 觀察者側（前面側）照亮液晶面板之正面光方式者又亦。 為藉由1個面光源裝置與1個液晶面板而自：面可觀： 之雙面導光。 貺务'圖像 [實施例6] 圖：示本發明之液晶顯示裝置之使用例的圖。囷 部二於==置彳 =了 71包 風76。於顯示部73中設置^鍵㈣操作鍵77與麥 液晶顯示裝置—位於= ^ 又’液—為兩面顯= III917.doc • 26 - 1344043 中’因不產生亮線故而畫面變得易於觀察。 又’作為應用例，並非限定於行動電話，可使用PDA、 數位靜態照相機、遊戲機器等廣泛的用途。 【圖式簡單說明】 圖1 (a)係表示先前例1之液晶顯示裝置之構造的概略剖面 圖，圖1(b)係表示圖1(a)之一部分的放大圖。 圖2係用於先前例1之液晶顯示裝置之背光之概略立體

圖。 圖3 (a)係表示先前例2之液晶顯示裝置之構造的概略剖面 圖’圖3(b)係表示圖3(a)之一部分的放大圖。 圖4係說明觀察形成於液晶顯示裝置之導光板底面之凸 部之壓碎之方法的概略圖。 圖5係本發明之實施例1之面光源裝置之立體圖。 圖6係表示自導光板之表面側觀察偏向圖案及擴散圖案 之一部分之態樣的概略平面圖。

圖7係自接近於導光板内部光源之側觀察一組偏向圖案 及擴散圖案之立體圖。 圖8係沿圖62X1_X1線之偏向圖案及擴散圖案之放大剖 面圖。 圖9係沿圖6之X2-X2線之偏向圖案及擴散圖案之放大剖 面圖。 圖10係表示光全反射面之傾斜角Θ1(稜鏡傾斜角）與自光 出射面射出之光的亮度為最大之峰值角度之關係的圓。 圖11係表示使擴散圖案之最大高度Rmax改變並研究面 111917.doc •27· 1344043 光源裂置之売度之變化的結果之圖。 圖12係表示擴散圖案之間距ρ盥 兴於擴散圖案反射之光所 包含的0次光之比例關係的圖。 圖13(a)、圖13(b)及圖13(CV>別後主-丄 _ 1 )刀別係表不於先前例1、先前 例2及實施例1中自導光板之光出為+ ; , 似· <庀射面所射出之光之指向特 性的圖^ 圖14係說明圖13中所使用之仰角ξ與方位角；之定義的 圖。 圖15係表示與導光方向平行的方向中之先前例t、先前例 2及實施例1之指向特性之圖。 圖1 6(a)(b)係說明圖1 5中所使用之出射角度的圖，圖丨6(b) 係圖16(a)之X3-X3線剖面圖。 圖1 7係表示於本發明之實施例2之面光源裝置中，設置於 導光板之底面之偏向圖案及擴散圖案之形狀概略立體圖。 圖18係圖17之X4-X4線剖面圖。 圖19係表示擴散圖案之間距與頻率之關係的圖。 圖20係表示於實施例2中，於擴散圖案繞射反射之紅色光 (R)、綠色光（G)及藍色光（B)之各出射方向中之亮度的圖。 圖21係表示於實施例1中’於擴散圖案38繞射反射之紅色 光（R)、綠色光（G)及藍色光（B)之各出射方向中之亮度的圖。 圖22係表示於本發明之實施例3之面光源裝置，設置於導 光板之底面偏向圖案及擴散圖案之形狀的概略立體圖。 圖23係圖22之X5-X5線剖面圖。 圖24係說明藉由於偏向圖案之棱線散射之光而產生亮線 111917.doc • 28- 1344043 之態樣的概略剖面圖β 圖 圖 圖， Μ係表示較圖案之不同之_ 26⑷係表示擴散圓案之進而不同之：：面圖 圖26(b)係其平面圖。 圖案形狀 的剖 面 圖27⑷係表示擴散圖案之進而不 圖，圖27(b)係其平面圖。 ”形狀的剖面 圖28係說明面光源裝置之變形例的立體圖。 Φ 圖29係本發明之實施例4之面光源裝置之立體圖。 圖30係表示本發明之實施例5之液晶顯示裝置的立體^ 圖31係實施例5之液晶顯示裝置之概略剖面圖。 圖32係於面光源裝置與液晶面板之間具備擴散板之面光 源裝置之概略剖面圖。 圖33係於面光源裝置與液晶面板之間具備棱鏡片之面光 源裝置之概略剖面圖。

圖34係表示本發明之實施例6之行動電話的圖。 【主要元件符號說明】 31 面光源裝置 32 面光源裝置 33 液晶面板 34 導光板 35 光源 36 反射板 37 偏向圖案 38 擴散圖案 111917.doc -29· 1344043

39 光出射面 40 光全反射面 41 再入射面 42 凹部 43 斜面 44 凹凸圖案 51 面光源裝置 52 面光源裝置 71 行動電話

I11917.doc •30-

Claims (1)

1344043 …

• 第0951232〇丨號專利申請案 Ί 中文申請專利範圍替換本(99年3 i) ^ 十、申請專利範圍： —種面光源裝置’其具有：光源、對自光騎人之光進 行導光之導光板、及於導光板之與光出射面為相反側之 - 平坦面上所形成之複數偏向圖案丨且藉由使於上述導光 板内進行導光之光由上述偏向圖案反射而自上述光出射 面使光射出’其特徵在於： 於上述平坦面具有擴散圖案，該擴散圖案係用以使自 導光方向射入之光往從垂直於上述光出射面的方向觀看 ^ 為與導光方向不同之方向擴散者； 上述擴散圖案係配置於較上述偏向圖案更靠近光源側 之區域，並且形成為收容於上述平坦面及上述光出射面 之間。 2‘如請求項1之面光源裝置，其中上述擴散圖案設置於凹部 内，該凹部係形成於上述導光板之與光出射面為相反側 之平坦面。 3. 如請求項1之面光源裝置，其中上述擴散圖案之寬度較上 ® 述偏向圖案之寬度更寬，且擴散圖案之寬度方向之兩端 較偏向圖案之寬度方向之兩端更向外側突出。 4. 如請求項1之面光源裝置，其中上述擴散圖案係藉由至少 1個凸圖案或凹圖案所形成。 5_如請求項4之面光源裝置’其中上述擴散圖案，垂直於導 光方向的面内之别面係為正弦曲線狀，且於導光方向具 有同樣的剖面。 6.如請求項4之面光源裝置，其中上述擴散圖案之垂直於導 111917-990312.doc Γ344043 光方向的面内之剖面係為等腰三角形之連續之三角波 狀’且於導光方向具有同樣的剖面。 如π求項4之面光源裝置中上述擴散圖案之垂直於導 光方向的面内之剖面係為波形狀，且於導光方向且有同 樣的剖面，垂直於導光方向的剖面中之波形間距為無規 8.如請求項7之面光源裝置，其中垂直於上述擴散圖案之導 先方向的面内之剖面之間距之最小值為15_以上，最大 值為最小值之2倍以上，最小值與最大值之間的各間距之 擴散圖案以大致相同的頻度設置。 ，如睛求項5、6、7令任一項之面光源裝置，其中位於上述 擴散圖案之光源側之端部為呈大致半圓錐形狀之圖案沿 與導光方向正交之方向排列而成的形狀。 1〇·如請求項4之面光源裝置，Μ上述擴散圖案係藉由呈半 球狀或半橢圓球狀之多個圖案所構成。 11·如請求項4之面光源裝置，#中上述擴散圖案係藉由呈圓 錐狀、橢圓錐狀或角錐狀之多個圖案所構成。 12.如請求項1之面光源裝置，其中自與上述光出射面垂直之 方向觀看自V光方向所人射之光藉由上述擴散圖案而 反射之方向相對於上述導光方向為大於0。小於90。。 13. 如請求項1之面光源裝置，其中當將自前項導光极之與光 出射面為相反側之平坦面所測得的上述擴散圖案之最大 高度設為Umax ’㈣上述導光板之與光出射面為相反側 之平坦面所測得的上述偏向圖案之垂直方向高度設為Η 111917-990312.doc 1344043 時’上述擴散圖案之最大高度Rmax滿足 0.2 μπι$ Rmaxs 〇·5χΗ。 14.如請求項1之面光源裝置，其中上述擴散圖案之導光方向 中之長度，為用以使上述偏向圖案中之光全反射之傾斜 面的導光方向中之長度的2倍以上。 1 5 ·如請求項1之面光源裝置’其中沿位於上述偏向圖案之最 上部之稜線設置微小的凹凸形狀。

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