TW200525235A - Area light source apparatus and liquid crystal display - Google Patents

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.1 200525235 . 九、發明說明： 本發明係以申請對2003年1 1月21日提出之先前日本 專利申請案第2 0 0 3 - 3 9 3 1 3 2號文件之優先權利益爲主提出 的’此中將結合該文件之整內容當作參考文獻。 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種區域光源設備及液晶顯示器，且更 特別的是有關一種使用有機電致發光（EL)裝置之區域光源 設備及液晶顯示器。 【先前技術】 鲁 習知技術中，已提出一種用於照明且含有裝設於透明 基板上之電致發光（EL)裝置的EP面板。該EP面板可用作 液晶顯不器的背光。 習知技術中，有機EP面板之發光表面的面積是和透明 基板上所設置有機EL裝置之發光部分（有機EL層）的面積 〇 日本專利公開出版品第2002- 1 00229號文件中揭示了 一種用作液晶顯示器之背光的光源設備50(參照第12A圖 0 和第12B圖）。該光源設備50包含一上光源54及一下光源 5 5。上光源5 4包含安排在光導引棒5 2之相對終端上的藍 光LED光源51a和5 1b以及沿著該光導引棒52之縱軸安 排的楔形光導引板53。如第12B圖所示，上光源54具有 一可自其上發射出白光Rw的發光表面以及一落在該發光 表面之相對一側上的背部表面。下光源5 5包含一可發射黃 光Ry之有機EL裝置且係安排在上光源5 4之後方一側上 200525235 - 。混合由上光源5 4產生的藍光Rb以及由下光源5 5產生的 黃光Ry以便在楔形光導引板53之內產生白光Rw。並由楔 形光導引板53發射出白光Rw。 當以白光LED當作液晶顯示器之背光時，所發射之光 量額是不足的。因此，上述文件中提出藉由使用兩種型式 的光源亦即一有機EL裝置及一 LED以解決這個問題。可 藉由合成由LED發射出的色光以及由有機EL裝置發射出 的色光得到白光放射。光源設備5 0的發光表面積等於下光 源5 5內有機EL裝置的發光表面積。爲了根據文件中所揭 · 示之技術製造具有大發光表面積的光源設備，必需使用其 發光表面積等於該光源設備之發光表面積的有機EL裝置 。不過，標準有機EL層的厚度爲數十到數百奈米，因此很 難以均勻的厚度形成具有大面積的有機EL層。因此，習知 技術中很難以高良率製造大面積的光源設備。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種新奇的區域光源設備及使用 EL裝置的液晶顯示器。 φ 根據本發明之槪念提出的一種包含第一發光表面的區 域光源設備。第一區域光源包含：一透明基板，係具有一 光進入表面及一 EL裝置，係安排於該光進入表面上。該 EL裝置包含一允許光自其上出射的第二發光表面。第二區 域光源包含一除了 EL裝置以外的光源裝置。該第一發光表 面具有比第二發光表面更大的面積。 本發明的其他槪念及優點將會因爲以下結合各附圖對 200525235 • 藉由用以顯示本發明原理之實例的說明而變得更淸楚。 【實施方式】 現在將參照第1圖和第2圖說明一種根據本發明第一 實施例之區域光源設備。此區域光源設備係用作液晶顯示 器的背光。第1圖和第2圖分別是用以顯示該區域光源設 備的截面圖示和平面圖示。 如第1圖和第2圖所示，該區域光源設備1 1含有第一 區域光源14及第二區域光源15，其安排方式是將該第一 區域光源1 4***於各第二區域光源1 5之間。該第一區域 · 光源14包含：一透明基板12，係具有一光進入表面〗2a 及一光出射表面12b;及一有機EL裝置13,係設置於該光 進入表面1 2 a上。 有機EL裝置13包含依序層壓於該光進入表面i2a上 之第一電極16、有機EL層17及第二電極18。該有機EL 裝置1 3係覆蓋有一保護膜1 9以保護該有機EL層1 7不受 環境空氣的影響。該保護膜1 9係由一種至少可抑制水份 (蒸氣）及氧氣穿透的材料形成的。該保護膜19可以是由氮 馨 化矽形成的。自該有機EL層1 7發射出的光會透過光進入 表靣1 2 a進到透明基板1 2內並從光出射表面1 2b出射到外 面。因此，該有機EL裝置1 3係一種底部放射型有機EL 裝置。 第一電極16係由如銦錫氧化物（ITO)之類之透明的導 電性材料形成的。有機EL層1 7係由至少一層組成的。該 有機EL層1 7可以包含依序層壓於該第電極1 6上之例如包 200525235 - 括電洞注入層、電洞傳輸層、發光層及電子傳輸層構成的 四層結構。該有機EL層1 7可發射白光。 第二電極1 8係由諸如鋁之類的光反射性金屬形成的。 第一實施例中，係由第一電極16形成陽極而由第二電 極1 8形成陰極。 每一個第二區域光源15都包含有一光導引板20。該光 導引板20係與透明基板1 2合倂形成的。亦即，由單一玻 璃板的中央部位扮演著透明基板1 2的角色而由該玻璃板 的兩側扮演著光導引板20的角色。如第2圖所示，該透明 H 基板12、有機EL裝置13及光導引板20全部都是呈矩形 的。該光導引板20和透明基板1 2也可以是分開形成的。 每一個第二區域光源15都包含有扮演著除了 EL裝置 以外之光源角色的複數個發光二極體（LED)21。該複數個 LED 21都是安排成面向該光導引板20之終端面。該複數 個LED 2 1係由預定的間隔例如實質上相同的距離相互間 隔開。各LED21都會發射白光。可定出各LED21的尺度 使得各LED21都包含在該光導引板20之厚度內。 ® 該光導引板20上面向各LED 21之終端面係扮演著該 光導引板20之光進入表面20a的角色。每一·個光導引板 20都含有一面向與透明基板12之光出射表面12b相同之 方向的光出射表面20b。 該透明基板12的光出射表面12b及該光導引板20的兩 個光出射表面20b則一起扮演著該區域光源設備1 1之發光 表面的角色。換句話說，該區域光源設備11之發光表面的 200525235 • 面積等於該透明基板12之光出射表面12b的面積及該光導 引板20之兩個光出射表面20b的面積的總和。因此，該區 域光源設備1 1之發光表面的面積會大於有機EL裝置1 3 之發光表面的面積，其中該有機EL裝置13之發光表面的 面積係等於光出射表面1 2b的面積。 每一個光導引板20都包含有其表面允許慢射光穿透 光進入表面20a進到其內的複數個光漫射部分22。此中 「漫射」一詞意指反射或折射。各光漫射部分22可以是藉 由照射雷射光所形成的刮痕或是其折射率不同於周緣區域 的部分。各光漫射部分22的形狀並不受限於任何特定的形 狀。而是可根據各光導引板20的厚度和寬度定出各光漫射 部分22的形狀以便強化各光導引板20的粹光效率。例如 ，各光漫射部分22的形狀可以是球形、圓柱狀、錐狀或是 像豆子的形狀。只要各光漫射部分22至少有部分的外部表 .面是彎曲的，則從相同的方向入射到各光導引板20之光進 入表面 20a之不同地點上的光束都會根據各光進入表面 2 0a之不同入射地點的位置被漫射到不同的方向上。 該複數個光漫射部分22的位置並未特別受限，且其定 出方式是使之可強化各光導引板2 0的粹光效率。各光漫射 部分22可依均勻或是非均勻的方式散佈於各光導引板20 之內。如第1圖所示，可使各光漫射部分22在從各光導引 板20之終端面進行觀測時是均勻地散佈於每一個光導引 板2 0之內。如第1圖所示，可使各光漫射部分2 2在從各 光導引板20之光出射表面20b進行觀測時是均勻地散佈於 200525235 • 每一個光導引板20之內。 也可使該複數個光漫射部分2 2在從各光導引板2 0之 終端面進行觀測時是非均勻地散佈於每一個光導引板2 〇 之內。例如，可使各光漫射部分22集中於一靠近該光出射 表面20b的部位內、集中於一靠近該光出射表面20b之相 對一側的部位內或是使之集中在該光出射表面2 〇 b與相對 表面之間。 可應用藉由雷射於透明材料內部產生標記的方法（雷 射標記法）形成該複數個光漫射部分2 2。例如，日本專利公鲁 開出版品第200 1-276985A號文件中所揭示的一種雷射標記 法中係將一高輸出雷射脈波聚焦於諸如玻璃之類透明材料 內部。由雷射脈波之強光電場造成的非線性光學效應會引 致區域性雷射吸收作用。只會在雷射焦點位置附近出現對 透明材料造成破壞、改變其折射率或是改變其密度。必然 地’可在不改變其表面下對該透明材料的內部進行處理。 光導引板2 0係裝設在可沿著X、Y及z方向移動的平 臺上，並重複藉由一透鏡使雷射聚焦於該透明基板1 2內之 鲁 預定深度上的動作以及使平臺沿著X、Y及Z方向位移的 動作。這麼做可於光導引板20內之各預定位置上形成複數 個光漫射部分22。 例如可使用含鈸之釔鋁石榴石（Nd-Y A G)雷射當作雷 射光源。較佳的是脈波雷射因吾人能夠在令人滿意的控制 下進行標記作業。特別較佳的是使用具很短脈波寬度的脈 波雷射由於該雷射允許吾人在均勻的深度上製作標記。特 -10- 200525235 . 別有用的是使用脈波（寬度）不大於次奈秒的雷射光源，或 I’/’ 是脈波寬度落在大約1 〇 ^秒等級上的飛秒雷射光源。 可在於透明基板12上形成有機EL裝置13之前或之後 或是於該有機EL裝置1 3之形成過程（例如跟在於透明基板 12上形成第一電極16之後）中在光導引板20內形成複數個 光漫射部分22。 光反射部分23係配置在每一個光導引板20之與光出 射表面20b相對的表面上。在每一個光導引板20之各終端 面當中，與光進入表面20a正交的終端面20c上設置有一 光反射膜24。該光反射部分23和光反射膜24各係由光反 射金屬膜構成的。可使用如鋁之金屬當作該光反射金屬。 每一個光反射膜24的形成方式是使之連續延伸跨越透明 基板1 2的對應終端面1 2 c。 每一個光導引板20之光出射表面20b都包含有一光漫 射部分25。可藉由噴砂處理使光出射表面20b變粗糙以形 成的該光漫射部分2 5。 附圖中各構件的尺度及放大率可能不同於其真實的尺 度及放大率。透明基板1 2的真實厚度大約是從〇 . 5到1毫 米。第一電極16、有機EL層17及第二電極18的真實厚 度則是從數十到1 〇 〇 〇奈米。保護膜1 9的真實厚度則會大 於第一電極16、有機EL層17及第二電極18的厚度。 接下來將要說明該區域光源設備1 1的操作。 如第1圖所示，該區域光源設備1 1係在安排於液晶面 板27後方一側（顯示表面之相對一側）上時用作透射式液晶 200525235 顯示器2 6的背光。該區域光源設備1 1與液晶面板2 7之間 則設置有一漫射薄片2 8。

當啓動該區域光源設備1 1時，會將電壓加到第一電極 1 6與第二電極1 8之間以便由有機EL層1 7發射出光。同 時將電壓加到各LED 2 1使之發光。部分由有機EL 射 J 出的光會穿透第一電極16進入透明基板12並自光出射表 面12b朝液晶面板27出射。由有機EL層17發射出的光係 扮演著該區域光源設備1 1之部分照明用光的角色。 由各LED 21發射出的光會進到其附屬的光導引板20 ^ 內。如是光會自每一個光導引板20之光出射表面20b朝液 晶面板27出射。自透明基板12之光出射表面12b以及光 導引板20之光出射表面20b出射的光（照明用光）會穿透該 漫射薄片2 8並進到該液晶面板2 7內。該照明用光使液晶 顯示器26的使用者能夠看到液晶面板27上的顯示內容。 該區域光源設備1 1之發光表面的面積會比對應於該有機 EL裝置13上發光表面之光出射表面12b的面積更大。因 此，該區域光源設備11可爲比光出射表面12b之面積更寬 % 的面積進行照明。 現在將更詳細說明光導引板20的操作。 大多數由各LED 21發射出的光都會穿透光進入表面 20a進到光導引板20內。光會穿透光導引板20內部且於 該光導引板20之內爲光漫射部分22所折射或漫射。光漫 射部分22會改變光的行進方向。因光漫射部分22改變的 行進方向會造成部分的光以小於臨界角的角度抵達光出射 -12- 200525235 - 表面20b。此光會自光出射表面20b出射而爲 提供照明。其進程因光漫射部分22改變到朝向 2 0b之相對表面之方向上的光會因光反射部分 表面20b反射並自光出射表面20b出射到外面 部分行經光導引板2 0的光會以大於臨界 入光出射表面20b且因光出射表面20b產生全 次行經該光導引板20。部分的這種光會肇因於 22及光反射部分23的作用自光出射表面20b 。據此，可使自各LED 21進入光導引板20的 自光導引板20之光出射表面20b出射到外面。 在未撞擊到光導引板2 0之內各光漫射部夕 透明基板12的光會穿透該透明基板12而行進 進一步穿透其他光導引板20朝向對應的光進入 進。此光導引板20中，光會各光漫射部分22 分23而自光出射表面12b出射到外面。 每一個光導引板20之光出射表面20b都包 射部分25。假如未使光出射表面20b變粗糙， 度進入光出射表面20b的光將會因該光出射表 全反射。不過，該光漫射部分2 5可使部分進入 2 0b的光自光出射表面20b出射到外面。如是 光出射表面20b產生全反射。 從有機EL裝置1 3進入透明基板1 2的光4 界角的角度進入光出射表面12b的光不會自： 1 2 b出射到外面。由於有機E L裝置1 3會朝所 液晶面板27 I光出射表面 2 3朝光出射 〇 角的角度進 反射以致再 光漫射部分 出射到外面 光有效率地φ > 22下抵達 。然後光會 .表面2 0 a行 及光反射部 含有一光漫 則以某些角® 面2 0 b受到 光出射表面 ，光不致因 3，以大於臨 光出射表面 有方向輻射 -13- 200525235 - ，故從有機EL裝置13進入透明基板12的光也會以各種角 度進到透明基板1 2內。只有部分自有機EL裝置1 3出射且 進入透明基板1 2的光會從對應到有機EL裝置1 3之光出射 表面1 2 b的部位出射到區域光源設備丨1外面。因此，由於 習知技術結構中只在對應到有機EL裝置1 3的各部分上定 義出透明基板1 2的光出射表面1 2 b，故無·法有效率地利用 大多數進到透明基板1 2內的光當作來自區域光源設備！ i 的照射光。 第一實施例中，無法自光出射表面12b出射的光會從修 透明基板12行進到光導引板20內並進一步於光導引板20 內行進。然後光會因光導引板20之各光漫射部分22及光 反射部分2 3自光出射表面2 0 b出射到外面。因此，習知技 術中尙未有效率地利用從有機E L裝置1 3進入透明基板1 2 的光會有效率地自光導引板20之光出射表面20b出射到外 面。 因此各光漫射部分22及光反射部分23皆扮演著光轉 向構件的角色。 Φ 第一實施例具有下列優點： (1 )區域光源設備1 1具有一由設置於透明基板1 2之 光進入表面12a上之有機EL裝置13構成的第一區域光源 14以及一由有機EL裝置13以外之光源（亦即LED 21)構成 的第二區域光源15。因此，整個發光表面的面積會大於該 有機EL裝置1 3之發光表面的面積。據此，會有比由有機 EL裝置13構成之第一區域光源14上發光表面之面積更寬 -14- 200525235 - 的面積爲來自第二區域光源15的光所覆蓋。整體而言，會 有比該有機EL裝置1 3之發光表面的面積寬的面積受到照 射。 (2) 每一個第二區域光源15各包含一與透明基板12 呈光學連續的光導引板20。有機EL裝置13以外之各光源 (亦即LED 21)的安排方式是使之面向每一個光導引板2〇 的終端面並使之朝透明基板1 2發射光。由於該第二區域光 源15之各光源（亦即LED 21)並非安排在單一光導引板20 上與光出射表面1 2 b相對的表面上，故該區域光源設備！ j 是很薄的。較之透明基板1 2和光導引板2 0的厚度，有機 EL裝置1 3的厚度薄到可以忽略。因此，只要使該第二區 域光源1 5中各光源的尺寸包含於光導引板2 0的厚度內， 則可獲致一種厚度實質上等於透明基板1 2之厚度的區域 光源設備1 1。 (3) 第二區域光源15的光係一種發光二極體（LED21) ’且因此可依與有機EL裝置1 3相同的方式由直流電加以 驅動。相反地，當以藉由交流電驅動之冷陰極管當作光源 時則需要一反相器之類。據此，較佳的是使用不需要任何 反相器的發光二極體（LED 21)而不是冷陰極管。除此之外 ’發光二極體可在低電壓下發光。 (4) 可安排複數個第二區域光源15以便將第一區域光 源1 4夾於其間。因此，即使並非圍繞該第一區域光源！ 4 之整個周緣安排各第二區域光源1 5時，也能夠很容易地製 造出能自整個發光表面均勻地發光的區域光源設備1 1。 -15- 200525235 * ( 5 )可藉由單一的玻璃板合倂地形成透明基板1 2和光 導引板2 0。因此，區域光源設備1 1的結構非常簡單。除 此之外，由於透明基板1 2和光導引板2 0具有完全相同的 組成，故光可在未經改變下自其間的邊界出射。因此，可 發射出均勻的光。 (6) 光導引板20之內的各光漫射部分22會改變指向 與光出射表面20b相對之表面之光的進程。於是光會因與 光出射表面2 0 b相對之表面上所設置的光反射部分2 3受到 反射。部分爲光反射部分2 3所反射的光會自光出射表面 鲁 2 0b出射到外面。結果，較之光會因與光出射表面20b相 對之表面被吸收掉或是穿透此表面的情形，有更大量額的 光會自光出射表面20b出射到外面。可藉由各光漫射部分 2 2及光反射部分2 3的協同作用可增加由光出射表面2 0 b 發射之光的量額。 (7) 各光漫射部分22及光反射部分23也同樣會作用 在部分從有機EL裝置1 3進入透明基板1 2，且在光導引板 2〇之內行進以取代自光出射表面20b出射到外面的光上。® 如是相對於從有機EL裝置1 3進入透明基板1 2的光，可有 效率地由光導引板2 0之光出射表面2 0 b發射出習知技術中 未能自透明基板1 2發射的光。結果，區域光源設備丨1可 在相同的電力消耗下發射出具有比習知技術更高之發光度 的光。同時，區域光源設備1 1可在消耗更少的電力下發射 具有相同發光度的光。 (8) 可藉由使用雷射標記法形成各光漫射部分2 2，這 -16- 200525235 . 種雷射標記法能夠藉著以雷射光束選擇性地照射光導引板 2 0內部以處理雷射光束聚焦部位的方式以處理光導引板 20的特定部位。因此，可在不刮傷光導引板20表面下於 光導引板20內之預定位置上形成各光漫射部分22。這種 方法在各光漫射部分22之形狀或安排上的限制很少且爲 設計及處理提供了很高的自由度。 (9) 由於各光漫射部分2 2都是藉由使用雷射標記法所 形成的，故可在形成有機EL裝置1 3之後形成這些光漫射 部分2 2。這可防止浪費地在有缺陷的有機E L裝置1 3上形 鲁 成這些光漫射部分22。 (10) 藉由使光導引板20之光出射表面20b變粗糙以 形成光漫射部分2 5。假如該光出射表面2 0 b是平坦的，則 以某種角度抵達光出射表面20b的光會產生全反射而無法 自光出射表面20b出射到外面。不過，因存在有光漫射部 分2 5，可使部分的這種光自光出射表面2 0 b出射到外面。 據此，比起光出射表面20b呈平坦的情形會有更大量額的 光自光出射表面20b出射到外面。 # (1 1)光導引板20之終端面20c及透明基板12之終端 面2 0c和12c的光。如是，增加了光行經光導引板20內的 機會，且因此增加了自光出射表面20b出射到外面的光量 額。 (12)將具光反射性質的第二電極18安排在有機EL層 1 7與透明基板1 2相對的一側上。由於因第二電極1 8受到 反射的光會進到透明基板1 2內，故增加了自光出射表面 -17- 200525235 20b出射到外面的光量額。 (1 3 )液晶顯示器2 6具有一扮演著背光角色的區域光 源設備1 1。因此，能夠更容易地且以比那些具有使用有機 E L裝置之區域光源設備的習知顯示設備更高的良率製造 出具有大型顯示面積的液晶顯示器2 6。 (14)自光導引板20之光出射表面20b出射到外面的 光會穿透落在區域光源設備1 1與液晶顯示器2 6之間的漫 射薄片2 8且進到液晶面板2 7之內。藉由穿透該漫射薄片 2 8，可使光在發光度上的不均勻度減小到肉眼無法分辨的 肇 程度。 接下來，將參照第3圖到第5圖說明一種根據本發明 第二實施例之區域光源設備1 1。第二實施例與第一實施例 之差異是並未於光導引板20內設置任何光漫射部分22， 使用一稜柱狀光反射部分29以取代平坦的光反射部分23 ，以及設置於光出射表面20b內的複數個稜柱狀突起30。 此中將以相同的符號代表那些類似於第一實施例的元件上 且不再進一步作詳細說明。 β 第5圖顯示的是形成於座落在第3圖之透明基板1 2左 側之光導引板20上的光反射部分29。該光反射部分29包 含複數個傾斜的粹光表面3 1 a以便使自光進入表面2 0 a穿 透光導引板20朝透明基板12行進的光沿著光自光出射表 面2 0b出射的方向發生反射。在每一對相鄰的粹光表面3 la 之間定義有一波導表面3 1 b。可藉由複數個平行凹槽3 1形 成各粹光表面3 1 a及波導表面3 1 b。各凹槽3 1係沿著同時 -18- 200525235 - 平行於光導引板20之自光進入表面20a和光出射表面20b 的方向延伸。每一個粹光表面3丨a都是傾斜的，使得其在 接近透明基板12之位置上會比在接近光進入表面2〇a之位 置上更靠近光出射表面20b。該波導表面31b都是傾斜的 ’使得其在接近透明基板i 2之位置上會比在接近光進入表 面20a之位置上更遠離光出射表面2〇b。換句話說，在沿 著與光導引板20之自光進入表面2 0 a和光出射表面2 0 b正 交之平面觀測時，該光反射部分29具有鋸齒狀的截面。形 成於座落在透明基板1 2右側之光導引板2 0內的光反射部 · 分具有沿著如第5圖所示之相反方向傾斜的粹光表面3 1 a 及波導表面3 1 b。 確定每一個粹光表面31&之傾斜角Θ1，會由粹光表面 3 la使穿透光導引板20朝透明基板12行進且抵達該粹光 表面31a的光會由粹光表面3ia沿著實質上與光出射表面 2 0b正交之方向產生全反射。該傾斜角0 1指的是粹光表面 3 1 a與平行於光出射表面2 0 b之平面P 1間的夾角。該傾斜 角0 1指的是範圍落在從3 5 °到5 0 °且較佳的是範圍落在從 ® 4 0 °到4 5 °的預定角度。該波導表面3 1 b之傾斜角0 2，亦 即波導表面3 1 b與平面P 1間的夾角，指的是範圍落在從 0.3 °到2 · 5 °的預定角度。各凹槽3 1之間的節距都是不大於 1毫米。第3圖或第4圖中並未標示出各凹槽31。 如第4圖所示，設置於每一個光出射表面2 Ob內的複 數個稜柱狀突起3 0係沿著相互平行且正交於光進入表面 2 〇 a的方向延伸。第4圖中顯示的是各突起3 0的脊線。每 -19- 200525235 • 一個突起30的截面實質上都是三角形。各相鄰突起30的 頂端都間隔了固定的距離（節距）。各突起3 0的節距是落在 從10到5 00微米範圍內且較佳的是落在從50到3 0 0微米 範圍內的某個數値。附圖中，各LED 21及各突起30的放 大倍率及數目都不同於其真實的數値。 本發明第二實施例之區域光源設備11中，穿透光進入 表面20a進到光導引板20內的光會於光導引板20之內朝 透明基板1 2行進。如第5圖所示，抵達粹光表面3 1 a的光 會因該粹光表面31a沿著實質上垂直於平面P1的方向產生 鲁 全反射。然後經反射的光會朝光出射表面20b行進並自光 出射表面2 0 b出射到外面。並非所有在光導引板2 0內朝透 明基板1 2行進的光都會直接行進到粹光表面3 1 a上。部分 抵達粹光表面3la的光會在光導引板2〇內行進且會在抵達 粹光表面31a之前因波導表面31b及光出射表面20b產生 全反射。從光進入表面2 0 a朝透明基板1 2向下傾斜的波導 表面3 1 b可促進除了朝粹光表面3 1 a行進之光以外的光重 複受到反射的作用。藉由該重複反射作用，可使除了朝粹 導 光表面3 1 a行進以外之光的行進方向趨***行於平面p丨的 方向。結果，光會因波導表面31b以實質上垂直於平面P1 的角度朝光出射表面20b有效率地產生全反射。 該光反射部分係扮演著光轉向構件的角色。 除了第一實施例中的優點（1 )到（5 )及（1 1 )到（1 4 )之外， 第二實施例也具有說明如下的優點： (15)該光反射部分29包含複數個粹光表面31a以便 -20- 200525235 . 使在光導引板20內朝透明基板1 2行進的光沿著光自光出 射表面2 0 b出射的方向發生反射。結果，可在未於光導引 板2 0內設置任何特殊構件使光下有效率地自光出射表面 2 0b出射到外面。 現在將參照第6圖說明一種根據本發明第三實施例之 區域光源設備1 1。第三實施例與第一實施例的主要差異是 安排一第二區域光源1 5以圍繞第一區域光源1 4。此中將 以相同的符號代表那些類似於第一實施例的元件上且不再 進一步作詳細說明。 φ 如第6圖所示，係以矩形框架狀的光導引板20圍住矩 形的透明基板12。以實質上均等的間隔安排複數個LED 21 使之面向該光導引板20的對應光進入表面20a。光導引板 20的光出射表面20b包含藉由使其表面便粗糙所形成的光 漫射部分2 5。如同第一實施例，於與光出射表面2 0 b相對 的表面上形成一光反射部分23(未標示）。使光導引板20內 均勻地散佈有複數個光漫射部分2 2。 當從LED 2 1進到光導引板20內的光在行經光導引板 馨 2 0的同時撞擊在各光漫射部分2 2上時，光會依與第一實 施例相同的方式受到折射或漫射。這會改變光的進程。以 小於臨界角的角度抵達光出射表面2 0 b的光會自光出射表 面2 0b朝液晶面板27出射。進程已因各光漫射部分22改 變成一指向與光出射表面20b相對之表面的進程的光，會 因光反射部分23朝向該光出射表面20b反射並自光出射表 面20b出射到外面。 -21- 200525235 • 各光漫射部分22及光反射部分29係扮演著光轉向構 件的角色。 除了第一實施例中的優點（1 )到（3 )、（ 5 )到（丨〇 )及（丨2 )到 (14)之外，第三實施例也具有說明如下的優點： (1 6 )由於第二區域光源1 5會圍住第一區域光源1 4， 故此區域光源設備1 1具有面積大於第一實施例的發光表 面。 現在將參照第7圖說明一種根據本發明第四實施例之 區域光源設備1 1。第四實施例與第二實施例的差異是光導 · 引板2 0係沿著朝向光進入表面2 〇 a的方向變得更厚。其他 零件基本上是與第二實施例相同的。 光導引板20之光出射表面20b包含類似於第二實施例 的稜柱狀突起3 0。光反射部分2 9則形成於與光出射表面 2 0b相對之表面上。並未設置任何光漫射部分22。圖中並 未標示出各凹槽3 1。 光導引板20的形成方式是使之從光進入表面20a朝透 明基板1 2逐漸變薄。因此，係將該光反射部分2 9形成於 光導引板20之傾斜表面上。微觀地，該光反射部分29具 有從透明基板12朝向光進入表面20a愈變愈厚的鋸齒狀截 面。 從光進入表面20a進到光導引板20之內的光，會在穿 透光導引板20朝向透明基板1 2行進的同時受到光反射部 分29之粹光表面31a及波導表面31b的影響，且此光會依 與第二實施例相同的方式自光出射表面20b出射到外面。 -22- 200525235 - 除了第二實施例的優點以外，第四實施例也具有說明 如下的優點： (1 7 )其上定義有光反射部分2 9的表面係呈傾斜的以 致該光反射部分29會隨著遠離光進入表面20a而變得更葬 近光出射表面20b。因此，會有均勻量額的光自光出射袠 面2 0 b出射到外面。 (1 8 )由於光導引板2 0係沿著朝向其周緣的方向變得 更厚，故會在與光出射表面12b和20b相對的表面上形成 一凹陷。該凹陷可容納用來使有機EL裝置1 3之電極1 6 和1 8連接到電源上的電路。 熟悉習知技術的人應該淸楚的是可在不偏離本發明所 附申請專利範圍之精神及架構下依很多其他特定形式具體 施行本發明。特別是，吾人應該了解的是可依下列形式具 體施行本發明。 區域光源設備1 1只需包含：一第一區域光源1 4，係 含有設置於透明基板12之光進入表面12a上的有機EL裝 置1 3 ;以及一第二區域光源1 5，係由除了有機EL裝置1 3 以外之光源形成的，其中整體發光表面的面積會大於有機 EL裝置13之發光表面的面積。因此，第一區域光源14與 第二區域光源1 5之間的位置關係並不受限於使第一區域 光源14座落在各第二區域光源15之間或是使第一區域光 源1 4爲第二區域光源1 5所包圍。例如，於如第8 A圖所示 之第五實施例中，係將第二區域光源1 5安排在第一區域光 源1 4的某一側上。此外，如第8 A圖所示之第六實施例中 -23- 200525235 - ’係將第一區域光源1 4安排在具有矩形發光表面之區域光 源設備1 1的一個角落上並將第二區域光源1 5安排在其他 部位內。 區域光源設備1 1可設置有一個以上的有機EL裝置1 3 。例如，於如第9A圖和第9B圖所示之第七實施例中，可 於透明基板12之光進入表面12a上設置複數個（兩個）有機 EL裝置13，並在透明基板12上裝設有這些有機EL裝置 1 3之各部位間的部位內設置各光漫射部分22。此例中，進 一步增加了區域光源設備11之發光表面的面積。 鲁 每一個光漫射部分22都可以具有任意形狀，只要其中 含有一界面可漫射穿透光進入表面2 0a進到其內的光。例 如，可使各光漫射部分22具有沿著垂直於光導引板20方 向延伸之伸長型線性形狀。 各光漫射部分22並非必須是透過雷射標記法形成的 。例如，可藉由散佈具有不同於光導引板2 0之折射率的珠 粒或相似物以形成各光漫射部分22。 在未如同第四實施例藉由設置複數個凹槽3 1以形成 # 光反射部分29’而如同第一實施例使光導引板20設置有 各光漫射部分2 2及光反射部分2 3時，光導引板2 0的形成 方式是使其厚度從光進入表面20a朝向透明基板12愈變愈 小。當使用設置有各光漫射部分22及像鏡面之光反射部分 2 3的結構時，較佳的是將光導引板2 0形成爲實質上對應 於作宏觀觀測時其厚度從光進入表面2 0 a朝向透明基板1 2 逐漸變小之楔板的形狀。 -24- 200525235 . 設置在與光出射表面2 0 b相對一側上的光反射部分2 3 可具有光漫射裝置。明確地說，光反射部分23並不受限於 平坦的鏡面表面，而可以是用於執行漫射性反射作用的反 射性表面。 於如同第一實施例使光導引板20設置有各光漫射部 分22的結構中’可依平行方式設置複數個稜柱狀突起3 〇 或是像透鏡的突起以取代設置於光出射表面2 0 b上的光漫 射部分2 5。 於如同第二實施例在光導引板20上與光出射表面20b 鲁 相對一側之表面上設置一含各凹槽3 1之光反射部分2 9的 結構中，可藉由使該表面變粗糙而於光出射表面2 0 b上設 置一光漫射部分2 5，以取代設置稜柱狀突起3 〇或是像透 鏡之突起。 可省略設置於光出射表面2 0 b上的光漫射部分2 5。 可省略形成於透明基板12及光導引板20之終端面12c 及20c上的光反射膜24。 假如自光出射表面12b上對應於有機EL裝置13之部 鲁 位發射出的光量額是不足的，也可爲光出射表面12b上對 應於有機EL裝置1 3的部分設置一具有粗糙表面的光漫射 部分2 5。 設置於光導引板20內的各光漫射部分22並非必須散 佈成能確保光會自整個光出射表面20b均勻地出射，而是 可散佈成能自光出射表面20b發射出不同量額的光。 取代使用白光LED(發光二極體）LED 21地，也可使用 •25- 200525235 • 三種型式的LED，亦即紅光LED、藍光LED及綠光LED， 以致可以藉由合成由這些LED所發射出的不同色光（色光 混合法）自光出射表面20b發射出白光。假如使用具有這種 結構之區域光源設備1 1當作利用彩色濾光片施行全彩顯 示之液晶顯示器的背光，則可獲致色彩比使用白光LED時 更淸晰的顯示器。 第一區域光源1 4及第二區域光源1 5並非必須是發射 出白光的。可建造區域光源設備1 1以致可發射單色光，或 以致可組合數種型式的單色光以發射除了白光以外的色光 肇 。例如，可使有機EL層17及LED 21發射紅、藍、綠及 黃之類的單色光。 自光出射表面1 2b —側觀測到之透明基板1 2及有機 EL裝置1 3的形狀並非必須是矩形的。例如，其形狀可以 是方形、三角形、五角形或是具有更多角之類的多角形、 圓形及圓弧形等。 光導引板2 0和透明基板1 2的組合形狀並非必須是類 似於透明基板1 2的形狀。例如，可以使光導引板2 〇和透 春 明基板1 2的組合形狀是一矩形，同時使透明基板1 2和有 機EL裝置13的形狀是一圓形或三角形，或者可以使光導 引板2 0和透明基板1 2的組合形狀是一圓形，同時透明基 板1 2和有機El裝置1 3的形狀各是一矩形或三角形。 用作第二區域光源1 5之除了有機EL裝置i 3以外的光 源並受限於LED。例如，可使用冷陰極管當作光源。當使 用冷陰極管時，較佳的是沿著光導引板2〇之光進入表面 -26- 200525235 - 2 0 a安排該冷陰極管。 光導引板2 0的結構並不受限於如上所述各實施例中 的結構。光導引板20可具有各種習知技術中已知的任意一 種結構。例如，於如第1 〇圖所示之第八實施例中，係令用 於發射平面光之光導引板2 0結合一沿著光導引板2 0安排 並使用LED 21當作光源以發射線性光的光導引棒33。 透明基板1 2並非必須是依與光導引板2 0合倂的方式 形成的。而是，可分開形成第一區域光源1 4及第二區域光 源1 5，然後再將透明基板1 2與光導引板20接合以形成區 域光源設備1 1。假如接合部位呈黑暗的，則較佳的是在透 明基板12與光導引板20之間的邊界（接點）上設置一光漫 射部分。 用作第二區域光源1 5之除了有機EL裝置1 3以外的光 源可以不是安排成面向光導引板2 0的終端面。例如，於如 第圖所示之第九實施例中，光源的安排方式可使之面向 光導引板20上與光出射表面20b相對的表面。此例中，光 導引板2 0之光進入表面2 0 a係位於與光出射表面2 0 b相對 一側上。較佳的是以線性光源3 2當作除了有機EL裝置1 3 以外的光源。 可於區域光源設備1 1之光出射表面1 2 b和2 0 b上設置 一漫射薄片28(色散薄片）。當以區域光源設備1 1當作液晶 顯示器26之背光時，則不須製備一呈分離式組件的漫射薄 片28 〇 用於形成第一電極1 6的透光性導電材料並非必須是 -27- 200525235 • 銦錫氧化物（I τ ο)。例如也可使用氧化鋅。 吾人能夠由可提供透明度的極薄金屬層形成的第一電 極1 6以取代具有導電性的透明材料。這裡，極薄意指厚度 小於5 0奈米，且較佳的是使其厚度落在從〇 . 5到2 0奈米 的範圍內。 設置於透明基板12上的第一電極16可當作陰極，而 第二電極1 8可當作陽極。此例中，也可據此修正該有機 EL層1 7的結構。例如，將該有機EL層1 7形成爲從第一 電極16開始依序層壓其上之由電子注入層、發光層及電洞 鲁 注入層構成的三層式結構，或是從第一電極1 6開始依序層 壓其上之由電子注入層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸 層及電洞注入層構成的五層式結構。 該有機EL層1 7可以是由發光層構成的單層式結構， 或者可以是由發光層及層壓有電洞注入層、電洞傳輸層、 電洞注入/傳輸層、電洞禁制層、電子注入層、電子傳輸層 、電子注入/傳輸層及電子禁制層中至少一層構成的多層式 結構。 _ 能以含樹脂的透明板或是具彈性的透明樹脂板當作該 透明基板1 2以取代玻璃基板。樹脂基板會比玻璃基板的更 輕。 區域光源設備1 1的應用並不受限於背光。吾人也能夠 以區域光源設備1 1當作其他目的照明裝置。 用於具光反射性質之電極的材料並不受限於鋁。也可 使用鉻或是其他金屬。 -28- 200525235 • 可藉由一'無機EL :置取代有機el裝置13以定義出 第一區域光源1 4。 本發明各實例及實施例僅供展示而非限制性的且本發 明並不受限於此中給定的細節，而是可在不偏離本發明所 附申請專利範圍之架構及其等效項目下作各種修正。 【圖式簡單說明】 本發明連同其目的及優點將會因爲以下參照各附圖對 本發明的較佳實施例的說明而獲致最佳的理解。 第1圖係用以顯示一種根據本發明第一實施例之區域 0 光源設備的截面圖示。 第2圖係用以顯示第1圖之區域光源設備的平面圖示 〇 第3圖係用以顯示一種根據本發明第二實施例之區域 光源設備的截面圖示。 第4圖係用以顯示第3圖之區域光源設備的平面圖示 〇 第5圖係用以顯示一種粹光表面之操作的示意圖。 ® 第6圖係用以顯示一種根據本發明第三實施例之區域 光源設備的平面圖示。 第7圖係用以顯示一種根據本發明第四實施例之區域 光源設備的截面圖示。 第8圖係用以顯示一種根據本發明第五實施例之區域 光源設備的平面圖示。 第8 A圖係用以顯示一種根據本發明第五實施例之區 -29- 200525235 、 域光源設備的平面圖示。 第8B圖係用以顯示一種根據本發明第六實施例之區 域光源設備的平面圖示。 第9A圖和第9B圖分別是用以顯示一種根據本發明第 七實施例之區域光源設備的截面圖示和平面圖示。 第1 0圖係用以顯示一種根據本發明第八實施例之區 域光源設備的平面圖示。 第1 1圖係用以顯示一種根據本發明第九實施例之區 域光源設備的截面圖示。 擊 第1 2 A圖和第1 2 B圖分別是用以顯示一種根據本發明 習知技術之光源設備的平面圖示和側視圖。 【主要元件符號說明】 11 1¾ 域 光 源 設 備 12 透 明 基 板 12a 光 進 入 表 面 12b 光 出 射 表 面 12c 透 明 基 板 之 終 端 面 13 有 機 電 致 發 光 裝 置 14 第 一 區 域 光 源 15 第 二 域 光 源 16 第 一 電 極 17 有 機 電 致 發 光 層 18 第 二 電 極 19 保 護 膜 -30- 200525235 20 光 導 引 板 20a 光 進 入 表 面 20b 光 出 射 表 面 20c 光 導 引 板 之 終 丄山 m 面 2 1 發 光 二 極 體 22 光 漫 射 部 分 23 光 反 射 部 分 24 光 反 射 膜 25 光 漫 射 部 分 26 透 射 式 液 晶 顯 示 器 27 液 晶 面 板 2 8 漫 射 薄 片 29 稜 柱 狀 光 反 射 部 分 3 0 稜 柱 狀 突 起 3 1 凹 槽 3 1a 粹 光 表 面 3 1b 波 導 表 面 32 線 性 光 源 3 3 光 導 引 棒 5 0 光 源 設 備 51a, 51b 藍 光 LED 光 :源 5 2 光 導 引 棒 5 3 楔 形 光 導 引 板 54 上 光 源 5 5 下 光 源 -3 1-

Claims (1)

1. 200525235 十、申請專利範圍： 1 · 一種區域光源設備，包括： 一第一發光表面； 一第一區域光源，包含：一透明基板，係具有一光 進入表面；及一電致發光（EL)裝置，係安排於該光進入 表面上’其中該EL裝置包含一允許光自其上出射的第二 發光表面；以及 一第二區域光源包含一除了該EL裝置以外的光源 裝置，其中該第一發光表面具有比第二發光表面更大的 ® 面積。 2 .如申請專利範圍第1項之區域光源設備，其中該第二區 域光源包含一緊鄰透明基板之光導引板，該光導引板具 有複數個終端面，且該光源裝置係安排成面向其中的至 少一個終端面。 3 .如申請專利範圍第1項之區域光源設備，其中該第二區 域光源包含一緊鄰透明基板之光導引板，其該光導引板 包含一光轉向部分以便將進到透明基板內但是未沿著自 W 第一發光表面出射方向行進之光的行進方向改變爲可自 第一發光表面出射的方向。 4 .如申請專利範圍第1項之區域光源設備，其中該光源裝 置指的是一種發光二極體。 5 .如申請專利範圍第1項之區域光源設備，其中該第一區 域光源包含各相對側且係將該第二區域光源安排在該第 一區域光源的每一個相對一側上。 -32- 200525235 - 6 .如申請專利範圍第5項之區域光源設備，其中該第二區 域光源包含一緊鄰透明基板之光導引板，其該光導引板 會隨著愈靠近透明基板變得愈薄。 7 .如申請專利範圍第2項之區域光源設備，其中該透明基 板係與光導引板合倂形成的。 8 ·如申請專利範圍第2項之區域光源設備，其中係於單一 透明平板之第一部分內定義出該透明基板，並於單一透 明平板之第二部分內定義出該光導引板。 9 .如申請專利範圍第1到8項中任一項之區域光源設備，鲁 其中該第一區域光源和第二區域光源各會發射出白光。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之區域光源設備，其中該光源裝 置包含三種型式亦即分別可發射出紅光、藍光及綠光的 LED，其可藉由合成由不同型式之LED所發射出的光以 發射出白光。 1 1 .如申請專利範圍第1到8項中任一項之區域光源設備， 其中該電致發光裝置指的是一種有機電致發光裝置。 1 2 .如申請專利範圍第1到8項中任一項之區域光源設備， β 其中又包括： 一漫射薄片，以蓋住該區域光源設備之第一發光表 面。 1 3 . —種液晶顯示器，包括一由如申請專利範圍第1到8項 中任一項之區域光源設備構成的背光。 -33 -