TWI309741B - - Google Patents

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(1) 1309741 九、發明說明

【發明所屬之技術領域】 I 本發明係關於被使用於液晶顯示裝置（LCD : Liquid '

Crystal Display)的背光裝置等之中的導光板；詳細言之， . 係關於使光射出面的正面輝度（亮度）提高之導光板及具備 . 上述導光板之背光裝置。 【先前技術】 · 液晶顯示裝置的背光裝置亦即背光模組，伴隨著配備 液晶顯示裝置之電子機器的普及，而被要求大量生產。背 光模組，主要是由光源、及導引自光源射出的光而轉換成 面發光的導光板所形成。 光源，可以使用螢光燈管或是發光二極體（LED :

Light Emitting Diode)之類；特別是配備在小型化、薄型 化的電子機器中的情況，大多使用發光二極體。 一般而言，如第〗9圖所示，將發光二極體作爲光源之 β 背光模組1 00，具備：導光板80、例如三個發光二極體90a 、90b、90c之複數個發光二極體、反射片101、擴散片 102、第1稜鏡片1〇3及第2稜鏡片104。 背光模組1 00，其發光二極體90a、90b ' 90c，係以規 · 定的節距而被配置，使得其光射出面9 1 a、9 ] b、9 I c可以 密接在導光板80的光入射面81上；反射片]〇1被配置在導 光板8 0的光反射面8 2側，而在導光板8 0的光射出面8 3上， 依序重疊地配置擴散片1 02、第1稜鏡片1 03、第2稜鏡片 -5- (2) 1309741 1 04，而這些構件係被收容組裝在未圖示的框體內。再者 ’在以下的說明中，發光二極體90a ' 90b、90c，總稱爲 發光二極體90。 自發光二極體90入射至導光板80的光入射面81的光， 利用導光板80的光反射面82及光射出面83的內面，一邊全 反射一邊被導光。在導光板80的光反射面82，形成用來使 入射的光往光射出面83方向有效率地立起之棱柱圖案或圓 點圖案等；藉由這些圖案，在臨界角以內，入射至光射出 面83的內面的光，可以從光射出面83射出。 從光射出面83射出的光，由於在面內的光量分佈，偏 差非常大，故入射至擴散片102以謀求均勻化。 從擴散片102射出的光，入射至第1稜鏡片103、第2棱 鏡片104，並使其偏角而可以往光射出面83的法線方向集 光。 使通過擴散片102的光，在第1稜鏡片103、第2稜鏡片 1 04所集光的光的方向成分，係分別相異。 一方的第1稜鏡片103’也被稱爲 γ方向稜鏡片；此 稜鏡片，在第20圖，係將具備發光二極體90之導光板80, 配置在XY座標平面上’並使得光射出面83成爲正面，而 使光的導光方向設爲X軸方向時的Y軸方向的光的成分 ，往光射出面83的法線方向集光。另一方的第2稜鏡片104 ，也被稱爲X方向稜鏡片；此稜鏡片係將第20圖所示的X 軸方向的光的成分’往光射出面8 3的法線方向集光。 如此’使自導光板8 0的光射出面8 3射出，並經過擴散 (3) (3)1309741 片102的光，通過第1稜鏡片1〇3、第2稜鏡片1〇4，便可以 有效率地提高背光模組1 0 0的正面輝度（亮度）。 再者’被配置在導光板80的光反射面82側之反射片 101，其作用爲：當自光入射面81入射的光，在導光板80 內一邊全反射一邊導光時，反射飛出光反射面82外的光， 使其再度回到導光板80內。 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 然而，第19圖所示之被配置在導光板80上的第1稜鏡 片103、第2稜鏡片104，具有非常強的集光性，雖然可以 期待正面輝度的優異的改善效果，但卻是非常昂貴的構件 〇 具體而言，當將第1稜鏡片103和第2稜鏡片104，裝配 在背光模組1〇〇中的情況，由於此第1稜鏡片103和第2稜鏡 片1 04，佔了背光模組1 00的總成本的好幾成，所以在需要 高正面輝度的情況，必然會有成本上升的問題。 因此，本發明係爲了改善前述問題點而開發出來，其 目的在於提供一種導光板及使用前述導光板之背光裝置， 即使不使用稜鏡片，也沒有輝度不均，而以均勻的輝度進 行面發光，並能夠得到高正面輝度。 (解決課題所用的手段） 爲了達成前述目的，關於本發明的導光板，係針對將 -7- (4) (4)1309741 —側面作爲光入射面，將自前述光入射面入射的光，利用 一方的主面亦即光射出面及另一方的主面亦即光反射面， 全反射而導光’而自前述光射出面進行面發光之形態的導 光板’其特徵爲： 當將前述光的入射方向設爲X軸方向，且將垂直於 前述X軸方向並與前述光射出面平行的方向，設爲γ軸 方向’而將垂直於前述X軸方向和前述γ軸方向之方向 ’設爲法線方向時，具備： X軸方向配光控制手段，此控制手段，進行配光控制 ’使自前述光入射面入射的光偏向，其前述X軸方向的 傾斜，偏向而可以0度地靠近前述法線方向，而自前述光 射出面射出；及 擴散反射手段’此擴散反射手段係使自前述光入射面 入射而被導光的光，在該導光板內部反射，使其可以往前 述Y軸方向擴散，再入射至前述X軸方向配光控制手段 0 爲了達成前述目的’關於本發明的背光裝置，其特徵 爲具備： 導光板，此導光板係將一側面作爲光入射面，將自前 述光入射面入射的光’利用一方的主面亦即光射出面及另 一方的主面亦即光反射面’全反射而導光，而自前述光射 出面進行面發光； 光源’此光源在前述導光板的前述光入射面的長度方 向，具有以規定的間隔被配列成列狀的複數個發光元件； -8- (6) (6)1309741 【實施方式】 (實施發明的最佳形態） 以下’爹照圖面來e羊細地說明貫施關於本發明的導光 板及背光裝置之最佳的形態。 第1圖係表示作爲用來實施本發明的最佳形態之導光 板1 0。例如，導光板1 〇係被使用於液晶顯示裝置的背光裝 置亦即背光模組100等之中。 導光板1 〇，係以透明度高的壓克力樹脂之類，作爲材 料’而被射出成形。作爲被使用於導光板1 0的材料，除了 壓克力樹脂以外，可以使用甲基丙烯樹脂、苯乙烯樹脂、 聚碳酸酯樹脂等的透明熱可塑性樹脂。導光板10，作爲— 例，可以將透明度高的壓克力樹脂之類，作爲材料，而被 射出成形。 導光板1 〇，係利用該導光板1 〇的一方的主面亦即光反 射面1 2、及平行地面對光反射面1 2之另一方的主面亦即光 射出面13，將自光入射面11入射的光，全反射而導光，並 自光射出面1 3以均勻的光射出而面發光。如上所述，導光 板10，可以是其光反射面12和光射出面13成爲平行的形狀 ;也可以作成其被導入光的導光方向的厚度，漸漸地減少 的楔形形狀。 第2圖係表示將此導光板10配置在XY座標平面上， 使得其光的導光方向作爲X軸方向，而光射出面13則可 以成爲正面之圖。再者，在將導光板]〇如此地配置在χγ 座標平面上的情況中，自光射出面1 3來的光的射出方向’ -10- (7) (7)1309741 成爲Z軸方向。 作爲自導光板1 0的光入射面1 1入射的光之光源，係使 用具備複數個發光二極體之光源；此光源具有如第2圖所 示之以規定的間隔被配列成列狀的發光二極體（LED : Light Emitting Diode)21a、21b、21c 之光源部 20。光源部 20所具有的發光二極體21a、21b、21c，係如上述般地被 配置在未圖示的基板上，並被配置成使得其射出各發光二 極體的光之光射出面22a、22b、22c，可以密接在導光板 1 〇的光入射面1 1。再者，在以下的說明中，將發光二極體 2 1 a、2 1 b、2 1 c總稱，而稱爲發光二極體2 1 ;並將各個光 射出面22a、22b、22c總稱，而稱爲光射出面22。發光二 極體2 1例如爲晶片型發光二極體。 如第1圖所示，由η個（η爲自然數）稜柱體12An所組 成的稜柱圖案，被形成在光反射面1 2，使入射並在該導光 板10內被導光的光，有效率地往光射出面13方向立起。由 被形成在此光反射面1 2上的稜柱體1 2 An所構成的稜柱圖 案，係預先被刻在射出成形金屬模中，而在將導光板1 〇射 出成形時被形成。又，此稜柱體1 2 An，也可以直接加工 導光板1 0，利用所謂的直接切割來形成。 第3圖係表示以第1圖所示的A A線來切斷導光板1 〇時 的剖面圖。如第3圖所示，稜柱體1 2 An，係利用將溝形成 在光反射面1 2上而被形成；該溝的剖面形狀，係以光反射 面1 2側作爲底邊的三角形，該三角形的光入射面1 1的底角 的角度α的範圍=50〜60 °，另一方的底角的角度0的範 -11 - (8) (8)1309741 圍=70〜90。。 例如，在射出成形導光板1 〇的情況，在形成光反射面 12之射出成形用金屬模的模穴內面上，只要預先形成複數 個凸部便可以，該凸部的剖面形狀，如上所述，爲具有角 度α =50〜60°、角度冷=70〜90°的底角之三角形。 在第1圖和第3圖中，係將形成在光反射面1 2上的稜柱 體1 2 An的節距設爲固定’而顯示出規則地排列的稜柱體 1 2 A η，但是也可以作成不規則地變化。又，也可以改變 每個互相相鄰的稜柱體Ι2Αη的節距。進而，在第3圖中， 記載著稜柱體12Αη的高度也就是製作在光反射面]2上的 溝的深度也設成一定；但是，本發明並不被限定於此形態 *爲了有效地進行往光射出面13的法線方向之立起，能夠 任意地設計稜柱體1 2Αη的節距或是由要製作在光反射面 12上的溝的深度所決定之稜柱體12Αη的高度等的値。 例如，在以固定的節距來形成稜柱體1 2 An的情況， 可以改變所製作的溝的深度，來改變稜柱體1 2An的高度 :或是在改變稜柱體1 2 An的節距來形成的情況，則可以 固定所要製作的溝的深度，而使稜柱體1 2An的高度一定

J 如第3圖所不’自導光板1 0的光入射面]1入射的入射 光L1，入射至稜柱體12An，再藉由稜柱體i2An的斜面， X軸方向成分，被分光成：往光射出面1 3的法線方向偏向 之偏向光L2、往導光方向亦即X軸方向前進之透過光L3 、及射出至導光板1〇外之偏向光L4等等。 -12 - 1309741 Ο) 偏向光L 2的X軸方向成分的偏向角，係根據在射出 成形時被形成在光反射面1 2上的複數的溝的角度a、角度 冷來決定；如第3圖所示，將角度α設成=50〜60°，將角 度卢設成=70〜90。，則偏向光L2的X軸方向成分，變成 往光射出面1 3的大約法線方向偏向。透過光L 3，則往位 於導光方向的後段的別的稜柱體1 2An入射。又，偏向光 L4，雖然被射出至導光板10外，但是藉由被使用於要作成 背光模組100而構成導光板10的情況中的反射片，而再度 回到導光板1 〇內。 如此，藉由形成在導光板1 0的光反射面1 2上的稜柱圖 案，自光入射面11入射而在導光板10內導光之光的X軸 方向成分，被配光控制，能夠被立起而往導光板1 0的光射 出面13的法線方向偏向。具體而言，若光射出面]3的法線 設爲0°，則在導光板10內被導光的光，例如在製作了角 度α=58°、角度/3=90°的溝的情況，藉由被形成在光反 射面12處的稜柱體12Αη，在X軸方向，變成可以被立起 大約0°〜25°左右的範圍。 然而，構成導光板10的光源部20的各發光二極體21， 由於分別有作爲點光源的功能，故自各發光二極體2 1射出 的光’如第4圖所示，在Υ軸方向具有放狀狀的寬廣的指 向性，而入射至導光板1 0內。如此地入射的光，藉由稜柱 體12Αη’如上述般，X軸方向成分，變成往光射出面13的 法線方向立起的偏向光。 此時，例如第4圖所示的偏向光L2 a〜L2g之中，偏向 -13 - 1309741 do) 光L2a、L2b或偏向光L2f、L2g之類的自發光二極體21 以廣角入射至稜柱體12An中而被偏向的光，在X軸方向 ，具有往光射出面1 3的法線附近的方向被立起的成分，但 是在Y軸方向，則成爲具有自法線非常偏離地傾斜的成 分之偏向光。 因此，此種偏向光所作成的光射出面13的正面輝度， 會出現在第4圖所示的沿著X軸方向的線狀的區域K，其 正面輝度變高之不均勻的現象。例如，如第5圖所示，自 光源部20所具有的三個發光二極體21a、21b、21c，使光 射入導光板10的光入射面11，而在從正面來看光射出面13 的情況，線狀的區域Ka、Kb、Kc顯現出條紋狀。 如此，自光射出面13輸出的光的正面輝度，在線狀的 區域會變高之類的導光板1 〇 ’作爲液晶顯示裝置的背光模 組的導光板來使用，無法充分地完成其應有的功能。 就導光板1 〇而言’光射出面1 3的正面輝度會產生線狀 的高的區域，其原因在於自發光二極體2 1入射的光具有指 向性，並被入射至稜柱體內的緣故；因此，如上所述，利 用棱柱體1 2 A η，即使在光射出面1 3的X軸方向，被被往 法線方向偏向，但是在Υ軸方向，則會產生沒有被往法 線方向偏向的光。 所以，如第]圖所示，在光射出面]3，形成具有任意 的曲率半徑R的曲面’並往X軸方向延伸的溝]3 Am(m爲 自然數），且以節距P在Y軸方向形成m列，而可以將入 射至導光板1 0內並被導光的光’在Y軸方向隨機地進行 -14 - (11) 1309741 內部擴散而使其反射。 如此，被形成在光射出面1 3的溝1 3 A m，成ί 筒）形狀。在第1圖中，記載著溝13Am的曲率半 的深度、節距P，全部爲固定，但是爲了有效地 軸方向的內部擴散，能夠任意地設計溝1 3 Am的 R、鉤的深度、節距P。 例如，也可以固定節距P而對每個溝1 3 Am 率半徑R、溝的深度；或是固定曲率半徑R、溝 而對互相相鄰的溝1 3 Am改變其節距P，形成不 隔或規則地變化的間隔。 若依照第1圖所示的BB線來切斷導光板 1 3 A m的剖面，成爲如第6圖所示。溝1 3 A m的曲 、節距 P，例如能夠設爲曲率半徑 R = 0.1m P = 0_15mm 等等。 被形成在此光射出面13的溝13Am的圓柱形 ，係預先刻在射出成形金屬模中，而在將導光板 形時被形成。又，溝]3 A m，也可以直接加工導 利用所謂的直接切割來形成。 將導光板10射出成形時，被形成在前述光反 的稜柱體12An、及被形成在此光射出面13處的 的溝1 3 A m ’係同時地一體形成在導光板丨〇。 如此’利用將m列的溝]3 Am形成在導光板 出面]3’在導光板10內被導光之以臨界角以上的 至光射出面]3的內面的光，如第7圖所示，射中灌 專圓柱（圓 徑R、溝 進行往Y 曲率半徑 改變其曲 的深度， 規則的間 1 0，則溝 率半徑R m、節距 狀的圖案 10射出成 光板10， 射面1 2處 圓柱形狀 】〇的光射 角度入射 :1 3 A m 的 -15- (12) (12)1309741 曲面的其中任一處，由於此溝1 3 Am係以規則的間隔或是 不規則的間隔形成複數個而被隨機化；所以’結果反射光 會朝向光反射面12的Y軸方向被反射。被溝13Am的曲面 反射的光，入射至被形成於光反射面]2處的稜柱體]2 An ，如上所述，X軸方向的成分，會被立起而朝向光射出面 1 3的法線方向。 被溝13Am的曲面反射，再被稜柱體12Αιι立起的光， 如第8圖所示，也會往Y軸方向擴展，因而能夠使自光射 出面13射出的光的正面輝度，在整個光射出面13成爲均勻 化。因此，具有能夠使在上述第4圖、第5圖所顯現的條紋 狀輝線擴散的效果。 入射至溝13Am的導光板10內的曲面部分之光，係自 發光二極體2 1射出的光直接地入射；或是利用稜柱體 1 2 An，其X軸方向成分往光射出面1 3的法線方向被立起 的光等等，不論是何種光的情況，溝1 3 Am，具有使顯現 條紋狀的線狀輝線擴散的效果。 如此，利用在導光板1 0的光射出面1 3處形成溝1 3 Am ’在將點光源亦即複數個發光二極體2 1作爲光源部20來使 用的情況’能夠抑制由於形成於導光板1 〇的光反射面1 2處 的稜柱體I 2 An而被立起的光’以條紋狀的輝線而顯現的 輝度不均之情況。 例如’如前所述，若在光反射面1 2，製作複數個溝， 而在光反射面]2上形成棱柱體1 2 An，該溝的剖面形狀係 以光反射面1 2側作爲底邊，前述三角形的光入射面η側的 -16- (13) (13)1309741 底角的角度α=50〜60°，另一方的底角的角度；8=70〜90 〇 . > 則由於X軸方向的光的立起有效地被進行，條紋狀 的輝線顯著地出現，因而特別有效果。 又，即使在光反射面1 2，形成複數個溝的情況，該溝 的剖面形狀爲一般所使用的角度角度0=45°的三角形 ;則利用在光射出面1 3上形成溝1 3 Am，在使用點光源亦 即發光二極體2 1的情況，能夠抑制以條紋狀的輝線而顯現 的輝度不均之情況。 第9圖顯示具備前述導光板1 〇和光源部2 0之背光模組 40。背光模組40，其光源部20被配置在導光板10的光入射 面1 1側；進而，反射片3 1被配置在導光板1 0的光反射面1 2 側；而在導光板1 0的光射出面1 3側，依序重疊地配置擴散 片3 2、稜鏡片3 3。被如此地配置之導光板1 0、光源部20、 反射片31、擴散片32及稜鏡片33，係穩固地被安裝在成爲 背光模組40的框體之框架41、42內》 如此的背光模組40，將自光源部2 0所具有的各發光二 極體21射出的光，自導光板10的光入射面11入射而導光， 再利用光反射面1 2和反射片3 1反射，而自光射出面1 3射出 〇 此時，在導光板10內的光反射面12，入射至棱柱體 ]2An的光的X軸方向成分，被進行配光控制，而往光射 出面13的法線方向被立起而被集光。又，在導光板1〇內被 導光的光，利用被形成在光射出面13處的溝13Am的曲面 -17- (14) 1309741 部分’被反射而往Y軸方向進行內部擴散，再被射出至 棱柱體1 2 An。被射出至此稜柱體丨2An的光，如前所述， 其X軸方向成分的光，往光射出面13的法線方向被立起 而被集光。 如此，在導光板10內，若重複地進行藉由稜柱體 12An所實行的往X軸方向的立起、及藉由溝nAm所實 行的內部擴散’則光被導光，並且自光射出面13射出。而 自光射出面13射出的光，則藉由擴散片32，被擴散成均勻 的光’再藉由稜鏡片33而被配光控制，光的Y軸方向成 分往光射出面1 3的法線方向被集光。自稜鏡片3 3射出的光 ’自開口於框架4 2處的開口部4 2 A，例如照射至液晶顯示 裝置等等。 如此，例如在習知的技術中所示的背光模組1 0 〇其所 具有之使X軸方向的光的成分往光射出面8 3的法線方向 集光之第2稜鏡片1 04，背光模組40則變成不需要此構件， 故能夠大幅地降低成本以及使該背光模組40薄型化。 這是由於：爲了在導光板1 0的光反射面1 2，形成稜柱 體1 2 A η，而其所製作的溝的剖面形狀，係適當地設計成 以光反射面1 2側作爲底邊，而光入射面1 1側的底角的角度 α=50〜60°，另一方的底角的角度；3=70〜90°之三角形 ，來進行配光控制，使得往被導光的光的X軸方向的立 起變成充分，因而可以得到與使用往X軸方向集光之稜 鏡片的情況大約相同程度的正面輝度。藉此，背光模組40 在整個光射出面1 3，能夠獲得充分的正面輝度。 -18- (15) (15)1309741 以如此的導光板I 0來構成背光模組的情況，自光反射 面1 2往導光板1 0外射出的光，利用反射片3 1被反射而再度 回到導光板10內。被此反射片31反射的光，其發光二極體 2 1的指向性被反映，而成爲具有指向性。 但是，如前所述，在導光板10內被導光的光，由於在 被形成於光射出面1 3處的溝1 3 Am的導光板1 0內的曲面部 分，被進行內部擴散，指向性被抑制，在Y軸方向變成 隨機的光，而被入射至稜柱體12An，所以對於往導光板 10外射出，利用反射片31被反射，而再度入射至導光板10 內的光，也同樣地被進行內部擴散，而可以有效地被活用 〇 被形成在光反射面12處的稜柱圖案，也可以是稜柱體 1 2 An以外的形狀，本發明並未被限定於此稜柱圖案。 例如，利用製作其剖面形狀爲三角形之溝，而在光反 射面1 2上形成稜柱體1 2 An的情況，也可以將角度α、角 度冷的値變更成角度α=50〜60°、角度α=50〜60°以外 的値，來形成稜柱圖案。又，也可以使用利用製作以下所 示的剖面形狀的溝所形成的稜柱圖案。 例如，也可以使要在光反射面1 2處製作的溝的剖面形 狀，作成如第1 〇圖所示之具有弧形的梯形剖面形狀4 5、或 是第1 1圖所示之由二個三角形所組成的剖面形狀4 6、或是 第1 2圖所示之其一邊具有任意的凹凸形狀之梯形之類的剖 面形狀4 7，而使用以具有這些剖面形狀的溝所形成的稜柱 圖案等等。 -19- (16) 1309741 又，導光板10的光入射面11，也可以在各發光二極體 2 1的光射出面22所接觸的處所，形成稜柱體。例如，也可 以在光入射面1 1的前述處所，利用藉由在導光板1 0的射出 成形時或是直接切割來製作複數個以導光板1 0的Z軸方向 作爲長度方向之剖面形狀爲三角形的溝，來形成稜柱圖案 。藉此，控制自各發光二極體2 1入射的光的強度分佈，因 而能夠隨意地變化、修正沒有輝度不均之均勻的狀態的面 發光狀態。 (實施例） 接著，作爲實施例，爲了驗證前述形成在導光板10的 光射出面13處的溝13Am所產生的往Y軸方向的內部擴散 的效果，製作出在光反射面上，利用製作溝而形成有稜柱 體之導光板，該溝的剖面形狀係以光反射面側作爲底邊的 三角形，其光入射面側的底角的角度《=58°、另一方的 底角的角度冷=90°，並以 Υ軸方向作爲長度方向；及製 作出利用製作相同剖面形狀的溝來形成稜柱體，進而在光 射出面處，以規定的節距形成有複數個曲率半徑R的溝之 導光板；然後分別就各自的導光板，測量X軸方向的輝 度 '及Υ軸方向的輝度，以求出射出角分佈。 (實驗1) 首先，作爲實驗1，製作出在光反射面上，利用製作 溝而形成有稜柱體之導光板，該溝的剖面形狀係以光反射 -20- (17) (17)1309741 面側作爲底邊的三角形，其光入射面側的底角的角度α =5 8 °、另一方的底角的角度点=9 0 ° ;並根據輝度測量來 求出射出角分佈。 如第1 3圖所示，藉由射出成形用金屬模進行射出成形 而製作出來的導光板5 0，係利用製作η個（η爲自然數）剖 面形狀爲三角形之溝，形成有稜柱體52Αη。爲了形成稜 柱體52 An而製作的溝的剖面形狀，係以光反射面52側作 爲底邊的三角形，其光入射面51側的底角的角度α=58° 、另一方的底角的角度yS =90°。 由以規定的節距被配置的三個發光二極體所組成之未 圖示的光源來的光，自此導光板5 0的光入射面5 1入射，測 量自光射出面53射出的光的；X軸方向的輝度、及Y軸方 向的輝度，以求出射出角分佈。測量點，係設爲光射出面 53的中央位置，X軸係將光入射面51側設爲負方向、將光 的導光方向設爲正方向；Y軸則是相對於光的導光方向， 將右側設爲正方向、將左側設爲負方向。 第14圖（a)、（b)，係分別表示導光板50的X軸方向的 射出角分佈、Y軸方向的射出角分佈。第1 4圖（a)、（b)所 示的0 °，係表示光射出面5 3的法線；例如，就第1 4圖（a) 、（b)而言，輝度分佈集中於〇°附近的情況，自光射出面 5 3射出的光’可以說其X軸方向成分、Y軸方向成分，皆 被集光於光射出面5 3的法線。 如第〗4圖（a)所示，就X軸方向而言，由於-20 °〜0 ° 附近的分佈變高·可知在x軸方向’被集光於光射出面 -21 - (18) (18)1309741 5 3的法線方向。 又’如第14圖（b)所示，就γ軸方向而言，在_4〇。附 近、0 °附近及3 3 °附近’分佈變高而成尖峰狀。因此， 在Y軸方向’未圖示的三個發光二極體的指向性照原樣 地被反映出來，可知自光射出面53射出的光，產生了輝度 不均的情況。 接著’說明關於一種導光板，此導光板在光反射面上 ’利用製作其剖面形狀係以光反射面側作爲底邊的三角形 ，其光入射面側的底角的角度α = 5 8。、另一方的底角的 角度石=90 °之溝’來形成稜柱體，進而在其光射出面， 以規定的節距形成有曲率半徑R的複數個溝。在實驗中所 使用的導光板，係固定形成在光射出面處的複數個溝的曲 率半徑R，而變更節距Ρ之二種類的導光板。又，變更形 成在光射出面處的複數個溝的節距Ρ而成的二種導光板， 分別求出各自的射出角分佈的實驗，分別爲實驗2、實驗3 (實驗2) 如第1 5圖所示，藉由射出成形金屬模，以射出成形製 作出來的導光板60，其尺寸與導光板50相同；在光反射面 62，製作出與導光板50相同的溝，而形成有稜柱體62Αη 。又，在導光板60的光射出面63’以節距P = 〇.lmm的間 隔，形成曲率半徑R = 〇 · 1 m m之ηι列（m爲自然數）的溝 6 3 A m。 -22- (19) 1309741 由以規定的節距被配置的三個發光二極體所組成之未 圖示的光源來的光，自此導光板60的光入射面6 1入射，

測量自光射出面63射出的光的X軸方向的輝度、及γ 軸方向的輝度，以求出射出角分佈。測量點，與導光板5 0 的情況相同，係設爲光射出面63的中央位置，X軸係將光 入射面6 1側設爲負方向、將光的導光方向設爲正方向；γ 軸則是相對於光的導光方向，將右側設爲正方向、將左側 設爲負方向。 第16圖（a)、（b)，係分別表示導光板60的X軸方向的 射出角分佈、Y軸方向的射出角分佈。第16圖（a)、（b)所 示的0 °，係表示光射出面63的法線；例如，就第1 6圖（a) 、（b)而言，輝度分佈集中於0°附近的情況，自光射出面 63射出的光，可以說其X軸方向成分、Y軸方向成分，皆 被集光於光射出面63的法線。

如第16圖（a)所示，就X軸方向而言，與導光板5〇的 情況相同’由於-2 0。〜0 °附近的分佈變高，可知在X軸 方向，被集光於光射出面63的法線方向。 又，如第16圖（b)所示，就Y軸方向而言，在_6〇。〜 5 0 °附近的分佈變高。特別是在-3 0 °〜3 0 °附近，輝度水 準也安定。這明顯是藉由在光射出面63處形成複數個溝 63Am所產生的效果；顯示出：在導光板60內被導光的光 ’在溝63Am的導光板60內的曲面部分，被反射而可以往 Y軸方向進行內部擴散，入射至稜柱體62 An，再從光射出 面6 3射出。 -23- (20) (20)1309741 因此，就導光板60而言，在導光板50中所見到的在γ 軸方向的輝度不均，完全消失，可知Υ軸方向的光的輝 度’係自光射出面6 3均勻地射出。 (實驗3 ) 如第1 7圖所示，藉由射出成形金屬模，以射出成形製 作出來的導光板70，其尺寸與導光板50相同；在光反射面 72，製作出與導光板50相同的溝，而形成有稜柱體72Αη 。又，在導光板70的光射出面73 ’以節距Ρ = 〇. 1 5mm的間 隔，形成曲率半徑R = 〇. 1 mm之m列（m爲自然數）的溝 7 3 A m。 由以規定的節距被配置的三個發光二極體所組成之未 圖示的光源來的光，自此導光板70的光入射面71入射， 測量自光射出面673射出的光的X軸方向的輝度、及 Y軸方向的輝度，以求出射出角分佈。測量點，與導光板 50的情況相同，係設爲光射出面73的中央位置，X軸係將 光入射面7 1側設爲負方向、將光的導光方向設爲正方向； Y軸則是相對於光的導光方向’將右側設爲正方向、將左 側設爲負方向。 第18圖（a)、（b)，係分別表示導光板70的X軸方向的 射出角分佈、Y軸方向的射出角分佈。第]8圖（a)、（b)所 示的0。，係表示光射出面7 3的法線；例如，就第1 8圖（a) 、（b)而言，輝度分佈集中於〇°附近的情況’自光射出面 7 3射出的光，可以說其X軸方向成分、Y軸方向成分，皆 -24- (21) 1309741 被集光於光射出面7 3的法線。 如第18圖（a)所示，就X軸方向而言，與導光板50的 情況相同，由於-2 0 °〜0 °附近的分佈變高，可知在X軸 方向，被集光於光射出面73的法線方向。 又，如第18圖（b)所示，就Y軸方向而言，在- 60°〜 °附近的分佈變高。特別是在-20 °〜1 0 °附近，輝度水 準也安定，且輝度與導光板6 0比較，也特別地變高。 這明顯是藉由在光射出面73處形成節距P = 0.15mm之 複數個溝73 Am所產生的效果；顯示出：在導光板70內被 導光的光，在溝73 Am的導光板70內的曲面部分，被反射 而可以往Y軸方向進行內部擴散，入射至稜柱體72An， 再從光射出面7 3射出。 因此，就導光板7 0而言，在導光板5 0中所見到的在Y 軸方向的輝度不均，完全消失，可知 Y軸方向的光的輝 度，係自光射出面7 3均勻地射出。又，導光板7 0，與已經 改善了導光板5 0的輝度不均的情況之導光板6 0比較，由於 Y軸方向的輝度變成非常高，所以自光射出面73射出的光 的Y軸方向成分，可知爲高輝度。 [發明之效果] 本發明的導光板，藉由擴散反射手段，將該導光板內 的光反射，使得其可以在該導光板內部往Y軸方向擴散 ，再入射至X軸方向配光控制手段；由於使自光射出面 射出的光也往γ軸方向擴散，所以作成可以進行沒有輝 -25- (22) (22)1309741 度不均的均勻的面發光。 又’本發明的背光裝置，利用使用具有擴散反射手段 和X軸方向配光手段之導光板，使在導光板內被導光的 光’自光射出面射出時的X軸方向的配光控制，能夠使 輝度不均不會在Y軸方向發生，所以作爲稜鏡片，僅利 用進行Y軸方向的配光控制之稜鏡片，便可以作成沒有 輝度不均且高輝度的面發光。 因此，如此的背光裝置，由於能夠減少所使用的稜鏡 片，故可以降低成本以及使裝置薄型化。 【圖式簡單說明】 第1圖係用來說明關於作爲本發明的實施形態之導光 板的構成的圖。 第2圖係用來說明關於在該導光板上所設定之XY座 標軸的圖。 第3圖係用來說明關於形成在該導光板的光反射面處 的複數個稜柱體的圖。 第4圖係用來說明，就該導光板而言，關於僅在光反 射面處形成稜柱體的情況所射出的光的圖。 第5圖係用來說明，就該導光板而言，關於僅在光反 射面處形成棱柱體的情況之弊害的圖。 第6圖係用來說明，就該導光板而言，關於在光射出 面處形成複數個溝的圖。 第7圖係用來說明關於被形成在該導光板的光射出面 -26- (23) 1309741 處的複數個溝的作用的圖。 第8圖係模式地表示，就該導光板而言，被入射的光 ，藉由被形成在光射出面處的複數個溝的作用，而被擴散 開來的光的圖。 第9圖係用來說明關於使用該導光板之背光模組的構 成的圖。 第10圖係表示形成在該導光板的光反射面處的稜柱體 的剖面形狀的一例之圖。 第11圖係表示形成在該導光板的光反射面處的稜柱體 的剖面形狀的其他例之圖。 第12圖係表示形成在該導光板的光反射面處的稜柱體 的剖面形狀的進一歩的其他例之圖。 第1 3圖係用來說明關於僅在作爲實施例而製作的光反 射面處，形成複數個稜柱體之導光板的圖。 第14圖（a)係表示第13圖所示的導光板的X軸方向的 輝度的射出角分佈的圖；（b)係表示Y軸方向的輝度的射 出角分佈的圖。 第1 5圖係用來說明關於在作爲實施例而製作的光反射 面處，形成複數個稜柱體，並在其光射出面處，形成複數 個溝之導光板的圖。 第16圖（a)係表示第15圖所示的導光板的X軸方向的 輝度的射出角分佈的圖；（b)係表示Υ軸方向的輝度的射 出角分佈的圖。 第1 7圖係用來說明關於在作爲實施例而製作的光反射 -27- (24) (24)1309741 面處，形成複數個稜柱體，並在其光射出面處，形成與第 1 5圖的節距相異之複數個溝之導光板的圖。 第18圖（a)係表不弟17圖所不的導光板的X軸方向的 輝度的射出角分佈的圖；（b)係表不 Y軸方向的輝度的射 出角分佈的圖。 第1 9圖係用來說明作爲習知技術所示的背光模組的構 成的圖。 第20圖係用來說明關於在該背光模組所具備的導光板 ，設定XY座標軸的圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 :導光板 1 1 :光入射面 1 2 :光反射面 12An(n爲自然數）：稜柱體 1 3 :光射出面 13Am(m爲自然數）：溝 20 :光源部 3 1 :反射片 32 :擴散片 3 3 :稜鏡片 -28-

Claims (1)

1. 修(更)正本 -^- 十、申請專利範圍 第93 1 3 0895號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年2月9日修正 1 · 一種導光板，係針對將一側面作爲光入射面，將 自前述光入射面入射的光，利用一方的主面亦即光射出面 及另一方的主面亦即光反射面，全反射而導光，而自前述 光射出面進行面發光之形態的導光板，其特徵爲： 當將前述光的入射方向設爲X軸方向，且將垂直於 前述X軸方向並與前述光射出面平行的方向，設爲Y軸 方向，而將垂直於前述X軸方向和前述Y軸方向之方向 ，設爲法線方向時，具備： X軸方向配光控制手段，此控制手段，進行配光控制 ’使自前述光入射面入射的光偏向，其前述X軸方向的 傾斜’則對於上述法線而言，朝接近0度偏向，而自前述 光射出面射出；及 擴散反射手段’此擴散反射手段係使自前述光入射面 入射而被導光的光’在該導光板內部反射，使其可以往前 述Y軸方向擴散’再入射至前述X軸方向配光控制手段 ’前述導光板’係利用將熔融材料注入射出成形用金屬模 的模穴內，進行射出成形而一體成形。 2 .如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中前述X 軸方向配光控制手段’係在前述光反射面上的前述X軸 方向’形成複數個’並以前述Y軸方向作爲長度方向之 (2) 1309741 稜柱體； . 前述擴散反射手段，係在前述光射出面上的前述γ · 軸方向，形成複數個’並以前述X軸方向作爲長度方向 - 之具有任意的曲率半徑的曲面之溝。 . 3.如申請專利範圍第2項所述的導光板，其中前述棱 柱體，係在前述光反射面上’利用將以前述γ軸方向作 爲長度方向的規定形狀的溝，在前述X軸方向製作複數 個而被形成； 0 前述溝’其溝的剖面形狀係以前述光反射面側作爲底 邊的三角形’該三角形的前述光入射面的底角的角度α =50〜60°，另一方的底角的角度yS =70〜90°。 4· 一種背光裝置，其特徵爲具備： 導光板，此導光板係將一側面作爲光入射面，將自前 述光入射面入射的光’利用一方的主面亦即光射出面及另 一方的主面亦即光反射面，全反射而導光，而自前述光射 出面進行面發光； 修 光源，此光源在前述導光板的前述光入射面的長度方 向，具有以規定的間隔被配列成列狀的複數個發光元件； 反射片，此反射片被配置在前述導光板的前述光反射 ' 面側； · 擴散片，此擴散片被配置在前述導光板的前述光射出 面上； 稜鏡片，此棱鏡片被配置在前述擴散片上；及 框體，此框體將前述光源、前述反射片、前述擴散片 -2- (3) 1309741 及前述稜鏡片，保持在前述導光板處； 前述導光板，當將前述光的入射方向設爲X軸方向 ，且將垂直於前述X軸方向並與前述光射出面平行的方 向，設爲Y軸方向，而將垂直於前述X軸方向和前述Y 軸方向之方向，設爲法線方向時，具備： X軸方向配光控制手段，此控制手段，進行配光控制 ，使自前述光入射面入射的光偏向，其前述X軸方向的 傾斜，則對於上述法線而言，朝接近〇度偏向，而自前述 光射出面射出；及 擴散反射手段，此擴散反射手段係使自前述光入射面 入射而被導光的光，在該導光板內部反射，使其可以往前 述γ軸方向擴散，再入射至前述X軸方向配光控制手段 前述稜鏡片，係進行配光控制，將自前述導光板的光 射出面射出，並經由前述擴散片射出的光，其前述γ軸 方向的傾斜，偏向而可以〇度地靠近前述法線方向，而自 前述光射出面射出。 5 .如申請專利範圍第4項所述的背光裝置，其中前述 導光板所具有之前述X軸方向配光控制手段，係在前述 光反射面上的前述X軸方向，形成複數個，並以前述Y 軸方向作爲長度方向之稜柱體； 前述導光板所具有之前述擴散反射手段，係在前述光 射出面上的前述Y軸方向，形成複數個，並以前述X軸 方向作爲長度方向之具有任意的曲率半徑的曲面之溝。 -3- 1309741 (4) ό ·如申請專利範圍第5項所述的背光裝置，其中前述 稜柱體’係在前述導光板的前述光反射面上，利用將以前 述Υ軸方向作爲長度方向的規定形狀的溝，在前述X軸 方向製作複數個而被形成； 前述溝，其溝的剖面形狀係以前述光反射面側作爲底 邊的三角形，該三角形的前述光入射面的底角的角度〇： =50〜60°，另一方的底角的角度/5 =70〜90°。 7 .如申請專利範圍第4項所述的背光裝置，其中前述 光源所具有的複數個發光元件，爲發光二極體（LED : Light Emitting Diode)