TW583467B - Display device and light guide plate - Google Patents

Description

583467 五、發明說明（1) [；發明所屬之技術領域] 本發明係關於顯示裝置及導光板，尤指關於具備於上 面形成有溝的導光板之前照明方式的顯示裝置及該導光 板。 [先前技術] 就習知之此種顯示裝置而言，係有例如第6圖所示之 液晶顯示裝置1。如該圖所示，該液晶顯示裝置1係包括： 線狀光源2 ;於該線狀光源2的長度方向，在沿著一側面3 a 的狀態下配置的導光板3 ;及配置於導光板3的下面3 b側之 反型液晶面板4。 在導光板3的上面3 c上，形成有多數之與側面3 a平行 的線狀稜鏡片5。各稜鏡片5、5、…在長度方向的剖面係 為山狀，且與側面3 a相對峙的斜面5 a、5 a、…具有反射面 的功能。換言之，如該圖之點線的箭號6所示，由線狀光 源2經由側面3a入射至導光板3内的光，會藉著各反射面5a 產生反射，進而從下面3 b射出。接著，該出射光照射至液 晶面板4，並藉由設置於該液晶面板4底部的反射層4 a反射 至上方後，再通過導光板3而從上面3 c射出。 又，就其他習知技術來說，還具有如第7圖所示之使 用_光板8的1 a，且該導光板8形成有複數在長度方向剖面 略呈V字型的細長溝7，以取代上述的山狀稜鏡片5、 〜5.....。該導光板8中，各個溝7具有稜鏡片的作用。換言 之，由線狀光源2經由側面8 a入射至導光板8内的光，係如 該圖之點線箭號9所示那樣，會經由與各溝7的側面8 a相對

314299.ptd 第6頁 583467 五、發明說明（2) 峙的斜面7 a反射，進而從下面8 b射出。然後，與上述同樣 地，該出射光照射至液晶面板4，並藉由反射層4 a反射至 上方後，再通過導光板8而從上面8 c射出。 [發明内容] [發明所欲解決之問題] 然而，在上述第6圖所示的習知技術中，如第8圖的一 點鏈線之箭號6a所示，以小於臨界角的入射角度0射至各 反射面5 a的光，會穿透該反射面5 a漏洩至外面，而降低導 光板3的出射效率（從下面3 b射出之光量相對於由側面3 a入 射之光量的比例），進而產生晝面亮度降低的問題。 另一方面，第7圖所示之習知技術亦是同樣的情形， 光會由各反射面7 a漏：¾而出，而該漏泡光係如第9圖的一 點鏈線箭號9a所示那樣，經由該反射面7a與構成溝7的另 一面7 b，再入射至導光板8内，並重新朝向與點線的箭號9 所示之光相同的方向照射，以供再利用。故，第7圖的習 知技術比第6圖的習知技術，更能夠使晝面的亮度提昇。 然而，並非全部穿透反射面7 a而射至面7 b的光皆會經由該 面7 b再度入射至導光板内，有部份的光會如第9圖的兩點 鏈線箭號9b所示那樣，於該面7b反射（表面反射）後，再於 反射面7 a反射，接著朝向晝面的正面方向（該圖的上方）行 進。因此，在前照明方式的液晶顯示裝置1 a中，當光朝晝 面的正面方向漏洩時，該漏洩的光會與同向射出之原來的 光（第7圖的箭號9所示的光行進軌跡）重疊，而降低晝面的 對比。

314299.ptd 第7頁 583467 玉、發明說明（3) . 所以，本發明的主要目的在於提供可提昇晝面亮度， 同時可抑制對比降低的顯示裝置或導光板。 [解決課題之手段] 第1樣態之顯示裝置係為在具備於上面形成有溝的導 光板之前照明方式的顯示裝置，其特徵為：該溝具有接收 由導光板的側面入射的光之第1面，以及接收穿透第1面的 光之第2面，且令第2面的高度低於第1面的高度。 第2樣態之導光板係為於上面形成有溝，且由一側面 入射光的導光板，其特徵為：該溝具有接收入射光之第1 承%以及接收穿透第1面的光之第2面，且令第2面的高度 低於第1面的高度。 •[作用] 面立 的零 第1樣態中，從導光板的側面入射的光係經由第1面反 射。雖然以小於在臨界角的入射角度射至第1面的光，會 穿透該第1面漏洩至外側，然而漏洩至外側的光，會經由 第2面再度入射至導光板内，而重新朝原本欲射出的方向 射出，以供再利用。然而，並非全部射至第2面的光都會 經由該第2面再度入射至導光板内，有部份的光會在該第2 射。而在該反射光的影響下，有時會有畫面對比降低 形。但是，因為第2面的高度比第1面低，故在穿透第 1面的光中，穿透該第1面上側部分的光並不會射至第2 面，而會往前直射。換言之，由於射至第2面的光量受到 限制，故可使經由該第2面，而反射至偏離方向之光量得 以減低。

第8頁 _誦1 314299.ptd 583467 五、發明說明（4) 然而，因為第2面的高度比第1面的高度低，所以穿透 該第1面而射至第2面的光量受到限制，故，可使經由該第 2面，而反射至偏離方向之光量得以減低。 此外，溝係延伸成線狀，且該線狀溝亦可在寬度方向 以固定間隔形成有複數個。此時，以形成各溝之第1面及 第2面之至少一邊的高度，係離作為入射面之側面愈遠則 愈高為宜。藉此方式，在遠離入射面之處（亦即，入射光 的強度較弱處），在第1面反射的光量或經由第2面再入射 至導光板内的光量得以增加，故離該入射面較遠處，亦可 獲致與離入射面較近處相等的亮度。 第2樣態亦與第1樣態相同，從導光板的一側面入射的 光，係藉由第1面反射。而且，雖然以小於臨界角的入射 角度0射向該第1面的光，會穿透第1面漏洩至外側，然而 該漏洩光會經由第2面再度入射至導光板内。此外，部分 射向第2面的光會經由該第2面產生反射。但是，由於第2 面的高度比第1面低，故使經由該第2面所反射的光量可受 到限制。 [發明的效果] 根據這些發明可獲致下列效果，從第1面漏洩至外側 的光係可經由第2面再度入射至導光板，而重新朝向原本 欲射出的方向射出，以供再利用。另一方面，部份穿透第 1面的光會經由第2面反射，但是，由於第2面的高度比第1 面的高度低，故使經由該第2面反射的光量得以減少。亦 即，藉由穿透第1面光之再利用，得以使畫面的亮度提

314299.ptd 第9頁 583467 五、發明說明（5) 降^ P制因牙透該第1面的光在第2面反射所造成的對 、照圖ί鱼以上，目的，其他目的、特徵及優點，可藉由 ☆一 下貫施例的詳細說明，而更加明瞭。 * [實施方式] 、 q ί!孫Hi弟1圖’本實施例之前照明方式的液晶顯示裝置 π二二 ·線狀光源1 2 ;於該線狀光源1 2的長度方向，在 沿者一側面1 4_狀態下配置的導光板1 4 ;及配置於導光 板的Τ面1 4b側之板狀的液晶面板1 6。 :警在’線狀光源1 2係為冷陰極管。導光板1 4係由具透 κ 甲基丙少布酸曱 S旨（Polymethyl methacrylate， PMMA)樹脂所構成，而在導光板的上面丨4c，形成有多數後 述之線狀溝1 8，且該線狀溝丨8係以平行於側面丨4 a之方式 延伸’並於寬度方向（該圖的左右方向）保持固定間隔p (間 距）（然而’在第1圖中為了方便說明，而將各個溝丨8放大 顯示’所以在圖中溝丨8的數量係少於實際的數量）。液晶 面板1 6係為在底部具有反射層1 6 a的反射型面板，圖中並 無該面板的詳細顯示，其係為在玻璃基板上，依序積層有 射層1 6 a、液晶層、彩色濾光片、玻璃板及偏光板的 各個溝1 8在長度方向的截面略呈V字型。在形成各個 "溝1 8的兩壁面1 8a及1 8b中，與導光板1 4側面1 4a相對峙的 壁面1 8 a，係對於導光板1 4的下面1 4 b形成固定角度’而 Λ - 另一邊的壁面1 8b係對於導光板1 4的下面1 4b，形成略直角

314299.ptd 第10頁 583467 五、發明說明（6) (因後述樹脂成形之脫膜斜度關係，故角度會稍大於直 角）。 各個溝18之壁面18b的高度Hb低於壁面18a的高度Ha。 具體而言，使導光板1 4的上面1 4 c在各溝1 8、1 8、…所包 夾的區間，朝側面1 4a側（即，側面1 4a側逐漸變低地傾斜） 傾斜，因此形成各個溝1 8中壁面1 8b的高度Hb比壁面1 8a的 高度Ha低。此外，上面1 目對於導光板1 4下面1 4b的傾斜 角度/5 ，在各個溝1 8、18···間係固定的。換言之，上面 1 4 c與各個溝1 8的壁面1 8 a戶斤形成的角度T是固定的。 此外，藉由令各個溝1 8的深度隨著距離側面1 4 a愈遠 愈深，使相當於該溝1 8的深度之壁面1 8a的高度Ha隨著距 離側面1 4a愈遠而逐漸變高。因而，壁面1 8b的高度Hb也會 隨著距離側面1 4a愈遠而愈高。第2圖係表示各壁面1 8a及 壁面18b的高度Ha^ Hb與側面14a的距離L之相對變化曲 線。 以導光板1 4而言，該圖係垂直於側面1 4a之方向（第1 圖的左右方向）的尺寸為5 6 · 5 5〔 mm〕，沿著側面1 4 a (線狀 光源1 2 )之長度方向（第1圖中紙面的表背方向）的尺寸為 7 4 · 2 3〔 mm〕，及厚度尺寸t為1〔 mm〕的導光板之一例。 而且，該圖的曲線X係表示壁面1 8 a之高度H a相對於距離L 的變化，曲線Y係表示壁面1 8b高度Hb相對於距離L的變 化。由曲線X及Y可知，壁面1 8a的高度Ha係隨著遠離側面 1 4 a而增加，在3 · 5〔 // m〕至6. 9〔 // m〕的範圍依其指數 函數關係而增加。另一方面亦可知，壁面1 8b的高度Hb於

314299.ptd 第11頁 583467 ί、發明說明（7) 务距離L皆比壁面1 8 a的高度H a低3 · 4〔 // in〕，亦即，對應 該距離L，在0 · 1〔 // m〕至3 · 5〔 // m〕的範圍内依其指數 函數而變化。而且，各個溝1 8、1 8···間的間距P係為百數 十 〔//m〕至數百 〔#m〕左右。 、藉由如此構成的液晶顯示裝置1 0，其各個溝1 8之作用 係具有稜鏡片的功能。換言之，從線狀光源1 2經由側面 1 4 a入射至導光板1 4内的光，係如第1圖點線的箭號2 0所示 那樣，會直接碰到與該側面1 4 a相對峙的各壁面18a、 1 8 a、…而反射，其後從導光板1 4的下面1 4 b射出。該出射 光%照射至液晶面板1 6，穿透上述的液晶層等而藉由反射 層1 6 a朝上方反射，之後會再度透過液晶層。繼之，透過 該液晶層的光會通過導光板1 4而從上面1 4 c射出。 然而，以小於臨界角的入射角度0射至各壁面1 8 a的 光，則會穿透該壁面1 8 a而漏洩至外面。而在該漏洩的光 中，從壁面1 8 a的下側部分（大概為與達到另一壁面1 8 b高 度Hb相同的高度部分）漏洩的光，係如第3圖的一點鏈線的 箭號2 0 a所示那樣，會經由壁面1 8 b再度入射到導光板1 4 内。再度入射至該導光板1 4的光會重新朝向與點線2 0的箭 Μ示之光相同的方向（即，可藉由另一溝1 8的壁面1 8a進 射）照射，以供再利用。如此，藉由將漏洩至導光板 1 4外側的光再度導入導光板1 4内而加以再利用，得以使晝 通亮度提昇。 此外，並非所有射至壁面1 8 b的光皆會經由該壁面1 8 b ^ - 再度入射至導光板1 4内，如第3圖中兩點鏈線的箭號2 0 b所

314299.ptd 第12頁 583467 五、發明說明（8) 示那樣，其一部份的光係在該壁面1 8 b反射過後，再於壁 面1 8 a反射，進而朝晝面的正面方向（該圖的上方）行進。 朝向大致沿著上面1 4 c的方向直線行進。如此，當光朝畫 面的正面方向漏洩而出時，該漏洩的光會與朝向與其同向 射出的原來的光重疊（第3圖的箭號2 0所示之光行進的軌 跡），因而降低晝面的對比。 然而，由於壁面1 8 b的高度H b比壁面1 8 a的高度H a低， 所以穿透壁面1 8 a的所有光中，穿透該壁面1 8 a上側部分 (大概，比壁面1 8b的高度Hb還高的部分）的光，會如第4圖 的一點鏈線的箭號2 0 c所示那樣，不會射至另一邊的壁面 1 8 b，而會沿著導光板1 4的上面1 4 a，朝外侧直射。亦即， 由於射至壁面1 8 b的光量受到限制，所以使經由該壁面1 8 b 而反射至偏離方向的光得以減低，進而可抑制因偏離方向 的反射光而導致晝面對比降低的情形。 此外，由於各壁面1 8 a及壁面1 8 b的各高度尺寸H a及 Hb，係隨著距離側面1 4a愈遠則愈高，所以在遠離該側面 1 4 a的情況下，也可獲致與接近側面1 4 a的情形相同的亮 度。其次，說明該情形的詳細内容，發射自線狀光源1 2的 光會隨著傳遞距離變長而衰減。因此，壁面1 8 a的位置離 入射面的側面1 4a越遠，其所接受之來自線狀光源1 2的光 強度就越低。同樣地，穿透該壁面1 8 a而漏洩至外側之光 的強度（即，壁面1 8b所接收之光的強度），也隨著遠離側 面1 4 a而變低。在此，如該實施例所示，像處於遠離側面 1 4 a的位置之壁面1 8 a及1 8 b那樣，可藉由增加各高度尺寸

314299.ptd 第13頁 583467 玉、發明說明（9) ' ~ -— H a及H b (也就疋採取增加光的反射面積及導入面積），以補 償與該側面i4a的相隔距離L所產生之光的衰減度。藉此方 •式’即使在遠綠入射面的側面1 4 a之處，亦可獲致與接近 該側面1 4a的地方相等的亮度，進而得以獲致整體亮度分 、布均勻的畫面。 再者’該實施例的導光板1 4係可藉由樹脂成形（例如 射士成，）來構成，而且該樹脂成形所使用的成形用鑄模 可藉由第5圖所示的步驟來製造。換言之，準備有如第5圖 (2所示之作為鑄模材料的長方形金屬體3 0。 .®然後’如第5圖（b)所示，使用具有第1刀刃32、第2刀 刀3 4及第3刀刃3 6的刀具38，沿著平行於該一面30a的一側 緣3 0 b平行的方向（係在該圖中紙面的表背方向），切削金 屬體30的一面30a。此時，以第1刀刃32進行切削，可成形 笋導光板1 4之壁面1 8 a對應的部分4 0，且以第2刀刃3 4進行 切削’可成形與於導光板1 4之上面1 4 c對應的部分4 2。而 且，如該圖的箭號4 4所示，於刀具3 8的位置朝向垂直於一 側緣3 0 b方向，移動與上述間距p相同距離的狀態下，反覆 進行相同的切削作業。 •切削的深度D係固定的。且該深度D係與最深之溝1 8的 深1 (即，與最高之壁面1 8a的高度Ha)相等。又，刀具38 之第2刀刃3 4的寬度尺寸W，係與導光板1 4上面1 4 c的各個 ，溝1 8、 1 8···所包夾住的所有區間中最窄區間（第1圖中右邊 、的區間）的寬度尺寸W’相等。第1刀刃3 2與第2刀刃3 4的設 置角度，係與導光板1 4上面1 4c和壁面1 8a所形成的角度7

314299.ptd 第14頁 583467 五、發明說明（ίο) 相同。 如此，以固定的間距P重複切削作業，如第5圖（b)之 斜線4 6所示，會產生所謂切剩的部分。在此。待每個固定 間隔P的切削作業（也就是必要的次數）大致完成後，再進 行第2次的切削作業，以去除切剩的部分4 6。 換言之，如第5圖（c )所示，於每一個第1次切削作業 所切削的凹狀部分4 8，使刀具3 8的位置朝箭號5 0所示的方 向移動預定量，同時，依據該移動量，令刀具3 8向箭號5 2 所示的方向下降。在該狀態下進行切削，可成形對應於 (第一次的切削作業所切剩的）與剩餘的上面1 4c相對應的 部分4 2，以及與壁面1 8 b相對應的的部分5 4。切削完所有 的切剩部分4 6後，即完成第5圖（d )所示的成形用鑄模5 6。 由以上的說明可知，根據該實施例的液晶顯示裝置 1 0，從線狀光源1 2經由側面1 4a入射至導光板1 4内的光， 會在作為反射面的壁面1 8 a產生反射後，再照射至液晶面 板1 6。此外，以小於臨界角的入射角度0射至該壁面1 8 a 的光，會穿透該壁面1 8 a而漏洩至外面，然而該一部份的 漏洩光，會經由另一邊的壁面1 8 b再度入射至導光板1 4 内，以供亮度提昇之再利用。另一方面，射至該壁面18b 之一部分光，則會經由該壁面1 8 b而朝偏離方向反射，但 是由於該壁面1 8b的高度Hb係低於壁面1 8a的高度Ha，因此 該壁面1 8 b所生之反射光量會減少。因此，可抑制因該反 射光而導致對比降低。 將該實施例的優點，與第6圖及第7圖的各習知技術相

314299.ptd 第15頁 583467 X、發明說明（11) 作對照，並將彙總後的結果歸納於表1中 [表1 ] 亮度 對比 薄型化(板厚） 第6圖之習知技術 (山狀稜鏡片） X 〇 X 第7圖之習知技術 (溝狀稜鏡片） 〇 X 〇 本實施例 〇 〇 〇 如表1之明示，依據第6圖之習知技術，雖可達到高對 士b，但卻無法獲致充足的亮度。另一方面，依據第7圖之 習知技術，雖可獲致高亮度，但對比卻很低。相對於此， 依據本實施例可同時獲致高亮度與高對比。換言之，可製 得兼具第6圖及第7圖之各習知技術的優點之液晶顯示裝置 10° 又，如上所述，在該實施例中，藉由使各壁面1 8 a及 18b的高度尺寸Ha及Hb隨著遠離側面14a而逐漸升高，可獲 體亮度分布均勻的晝面。同樣地，雖然在第6圖的習 術中，若使各棱鏡片5 (斜面5 a)的高度尺寸隨著遠離 側面3a而升高，也可獲致整體亮度分布均勻的晝面（第6圖 係為如此的構造）。但是，若將該構造應用在第6圖的習知 技術，則如該圖誇張地顯示那樣，導光板3的上面3 c—定 會***，且其程度會使導光板3本身的厚度（板厚）增加，

3]4299.ptd 第16頁 583467 五、發明說明（12) 進而使液晶顯示裝置1整體的厚度增加。相對於此，本實 施例係在溝1 8形成稜鏡片，所以即使令作為該溝丨8的深度 之各壁面1 8a及1 8b的高度Ha及Hb變高，導光板丨4本身的^ 度t也不會變大。亦即’如表1的右攔所示，本實施例係有 利於液晶顯示裝置1 0的薄型化。此情形亦與在溝7形成稜 鏡片的第7圖的習知技術相同。 此外，雖然本實施例係令作為所謂再入射面的壁面 1 8b相對於導光板1 4的下面1 4c，大致形成直角，然而並不 侷限在此。換言之，也可以形成壁面丨8b對導光板丨4的下 面1 4 c呈傾斜狀。 又，上述第2圖的曲線所示之各壁面丨8 a及1 8 b的高度 尺寸Ha及Hb的數值只是一例子而已，並不意味著僅侷限於 該例子。 本實施例中，雖然以樹脂成形來形成導光板1 4，但是 也可利用其他方法來構成。 雖然導光板1 4係由丙烯基樹脂所製成，然而也可利用 聚碳酸酯（PC，Polycarbonate)等其他具有透光性的樹脂 來構成。又，在此雖使用冷陰極管作為線狀光源1 2，然而 並不限定於此，亦可使用例如熱陰極管等其他的螢光燈、 或將發光二極體排列為線狀燈，又，亦可使用白熱燈、或 者將有機發光材料形成線狀燈。 雖然各溝1 8、1 8···係以平行於入射面的側面1 4a之方 式設置，但是亦可以傾斜於該側面1 4a的方向而延伸之方 式（亦即，以傾斜於液晶顯示面板1 6内之未圖示的液晶圖

Hi 314299.ptd 第17頁 583467 Ϊ、發明說明（13) j之排列方向而延伸之方式）來設置。如此，藉由使各溝 1 8、1 8···的長度方向與液晶圖案的排列方向呈傾斜狀，得 以防止因這兩者的干涉所生之莫阿干涉條（Μ 〇 i r爸；f r i n g e ) 紋。

314299.ptd 第18頁 583467 圖式簡單說明 第1圖係由橫向觀察本發明的一實施例之概略構造 圖。 第2圖係在第1圖的實施例中，以曲線表示各壁面的高 度尺寸相對於與導光板入射面的距離之圖解圖。 第3圖係表示在第1圖的實施例中，入射至導光板之光 軌跡的圖解圖。 第4圖係表示與第3圖不同之另一光軌跡的圖解圖。 第5圖係表示用以製造第1圖實施例的導光板之成形用 鑄模的製造過程之圖解圖。 第6圖係由橫向觀察習知液晶顯示裝置的概略構造 圖。 第7圖係表示與第6圖不同之其他習知例的概略構成 圖。 第8圖係表示在第6圖的習知技術中，入射至導光板之 光軌跡的圖解圖。 第9圖係表示在第7圖的習知技術中，入射至導光板之 光軌跡的圖解圖。 3、 8、 14導 光板 3 a 、8 a 側 面 3b、 ‘8b 下 面 3c 、8 c 上 面 4、 16 液 晶面板 4 a 反 射 層 5 稜 鏡片 5 a 、7 a 反 射 面 6、 9a、 9 b ’ 、20、 20a、 20b、 44、 50 ^ 52 箭 號

314299.ptd 第19頁 583467 圖式簡單說明 7·、18 溝 7a 斜面 7b 面 10 液晶顯示裝置 12 線狀光源 14a 側面（入射面） 14b 下 面 14c 上面 16a 反 射 層 18a 壁面（反射面） 18b 壁 面 (再入射面） 30 金屬體 30a 金屬 體的一面 30b 金屬體的一側緣 32 第 1刀刃 34 第2刀刃 36 第 3刀刃 38 刀具 4# 與 剩 餘的上面1 4 c相對應的 部分 46 斜 線 (切剩的部分 )56 鑄模 D 切 削 的深度 Ha 壁面1 8 a之高度 Hb 壁 面 1 8 b之高度 L 距離 P 間 距 t 厚度尺寸 W 刀 具 3 8之第2刀刃 3 4的寬度 尺寸 r 各 溝 18、1 8···戶斤（ 爽的所有區間中最窄區間的 度 尺 寸 a 壁 面 18a與導光板 1 4之下面 1 4 b所構成之固定角 々A 導光板1 4之上面 1 4 c對下面 1 4 b之傾斜角度 r · 導 光 板1 4上面1 4 c和壁面1 8 a戶斤形成的角度

314299.ptd 第20頁

Claims (1)

1. 583467 公…告 專利範圍 六、申請 1. 一種顯示裝置，係為具備於上面形成有溝的導光板之 前照明方式的顯示裝置，其特徵為： 上述溝具有接收從上述導光板的側面入射的光之 第1面，以及接收穿透上述第1面的光之第2面， 且令上述第2面的高度低於上述第1面的高度。 2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，上述溝係延 伸為線狀，且係在寬度方向具有固定間隔地形成有複 數個， 且令形成上述各溝之上述第1面及上述第2面之至 少一邊的高度，隨著距離上述側面愈遠而愈高。 3. —種導光板，係為於上面形成有溝，且由一側面入射 光的導光板’其特徵為· 上述溝具有接收上述光的第1面，以及接收穿透上 述第1面的光之第2面， 且令上述第2面的高度低於上述第1面的高度。 II 11 II II 1 314299.ptd 第21頁