l24l424 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於，使用於做爲筆記型電腦、液晶電 視、行動電話、行動資訊終端等的顯示部的液晶顯示裝置 等的邊光式光源裝置，與所使用的光偏向元件。且特別是 有關於改良被配置於導光體的光出射面側的光偏向元件。 【先前技術】 近幾年來’彩色液晶顯示裝置、當作行動筆記型電 腦等的終端部’或是當作電視與視訊一體型的液晶電視、 行動電話、行動資訊終端等的顯示部，可以廣泛使用在種 種的領域中。又，伴隨面對資訊處理量的增大化、需求多 樣化、多媒體等，液晶顯示裝置的大畫面化、高精細化更 加盛行。 液晶顯示裝置，基本上由背光模組部與液晶顯示元 件部所構成。做爲背光模組部有在液晶顯示元件部的正下 方配置光源的正下方式，與對著導光體側端面配置光源的 邊光方式的設計。從液晶顯示裝置的縮小化觀點而言，多 採用邊光方式的設計。 現在近年來，較小畫面尺寸的顯示裝置，其觀視方 向範圍比較窄，例如做爲行動電話的顯示部所使用的液晶 顯示裝置等，從減少電力消耗的觀點，以邊光方式的背光 模組部，爲了對從主光源發出的光量能有效利用，從畫面 出射的光束的廣角度，可以利用僅集中在小的所要角度範 圍，使光射出。 1 3247pif.doc 5 1241424 如此的在觀視方向範圍被限定的顯示裝置，爲了光 源的光量的利用率高且減少電力銷耗，集中在比較窄的範 圍使光出射的光源裝置，在特開2001-143515公報提出， 鄰接於導光體的光出射面，使用兩面有稜鏡形成面的稜鏡 片。對於此兩面稜鏡片，在一面爲入光面及另一面爲出光 面，由相互平行的多個稜鏡列所形成，入光面及出光面的 稜鏡列方向一致且稜鏡列一起配置在對應位置。藉此，從 導光體的光出射面，相對該光出射面傾斜方向的出射光尖 峰(peak)，保持有適當的角度範圍分佈而出射的光，從稜 鏡片的入光面的一稜鏡面入射，而在另一稜鏡面內面反 射，更受到在出光面的稜鏡的折射作用，使光往所要的方 向比較窄地集中射出。 利用如此的光源裝置的話，雖然可以窄角度的集中 出射，做爲光偏向元件使用的稜鏡片的兩面必要由相互平 行的多個稜鏡列，在出光面與入光面使與稜鏡列方向一致 且稜鏡列一起配置於對應位置，此成形複雜。 另一方面’於特開平10-254371號公報，揭示構成稜 鏡片的稜鏡列的其一稜鏡面，對片法線方向的傾斜角爲 4.7〜5.7度，而另一稜鏡面，對片法線方向的傾斜角爲 34.2〜35度，以試圖提升片法線方向的輝度。但是，對於 稜鏡列的其一稜鏡面對片法線方向的傾斜角極小的稜鏡 片，稜鏡列的頂角小於40度，要形成微細的稜鏡形狀有 困難，且在構成使用其於光源裝置的情形下，由於稜鏡列 的尖端的壓傷，對於會被觀察到黑線等的光源，在品質上 1 3247pif.doc 6 1241424 會有問題。 又，爲了不導致輝度大幅降低，提升稜鏡列的尖端 的耐擦傷性的目的，特開平2001-343507號公報提出爲了 抑止由於稜鏡片的稜鏡列的尖端部的壓傷所造成的發生黑 線，形成與片面平行的平坦部。但是，對於此稜鏡片的尖 端部形成與片面平行的平坦部的稜鏡片，在使用其於光源 裝置的情形下，雖然可抑止稜鏡列的尖端的壓傷所造成的 發生黑線程度，其會使導光體與稜鏡片的接觸面積增加， 會有由於黏著造成干涉圖案的發生與導致做爲光源裝置的 輝度低下的問題。 【發明內容】 本發明之目的，是使用稜鏡片等的光偏向元件所構 成的光源裝置，抑止由於光偏向元件的稜鏡列尖端的壓傷 造成黑線等不良條件的發生，所導致的輝度低下，以提供 高輝度、優良品質的光源裝置。 利用本發明的話，以上的目的可以達成。 光偏向元件被提供，其特徵包括有使光入射的入光 面與在對側位置使入射光出射的出光面，該入光面係由多 個稜鏡列相互平行配列而成，該些稜鏡列的個別尖端部分 的位置是尖端部平面具有傾斜角1°〜50°，與在尖端部平面 一側位置的第1稜鏡面，以及另一側位置的第2稜鏡面所 構成。 關於本發明的一實施例，於與前述稜鏡列的延展方 向垂直的斷面的該尖端部平面的尺寸，在該稜鏡列的寬度 13247pif.doc 7 1241424 爲 P 時，爲 0.008P〜0.088P。 關於本發明的一型態，該第1稜鏡面及第2稜鏡面 之至少其一由凸曲面所構成。關於本發明的一型態，該第 1棱纟見面及弟2棱鏡面之至少其一*由多個面所構成，該些 面之至少其一由凸曲面所構成。關於本發明的一型態，該 些面，是由與該尖端部平面連接的平面，與連接該平面的 凸曲面所構成。 關於本發明的一型態，該凸曲面，在與該稜鏡列的 延展方向垂直的斷面是圓弧狀。本發明的一型態，該凸曲 面，相對於其曲率半徑爲r的該稜鏡列的寬度P，r/P比値 爲2〜50。本發明的一型態，由該凸曲面所成的稜鏡面或該 第1稜鏡面及第2稜鏡面的稜鏡面之中的該些面所成，其 尖端緣與底緣所結合成的假想平面與稜鏡面的最大距離d 的該稜鏡列的寬度P，其比例d/P爲0.1%〜5%。 更，利用本發明的話，可以達成如上的目的。 提供光源裝置，其包括一光源，從該主光源發出的 光使入射的光入射面與從被導光而出射的光出射面的導光 體，以及該導光體的光出射面側所鄰接配置的上述光偏向 元件。 關於本發明的一型態，該光偏向元件的尖端部平面 的傾斜角，從該導光體的該光出射面被出射的光之中的尖 峰光，不會藉由該光偏向元件的尖端部平面而入射於該光 偏向元件的角度。於本發明的一型態，該尖峰光從該光出 射面，以相對該光出射面爲10〜40度的角度方向出射。本 1 3247pif.doc 8 1241424 發曰月的〜型態，該稜鏡列的第1稜鏡面比該第2稜鏡列更 ί妾:ώ光源’該第1稜鏡面爲平面所成，該第2稜鏡面由凸 曲®所成，或是由多個面所成，每一該些面爲平面或凸曲 面。 【實施方式】 &下參照圖示說明本發明實施例。 圖1繪示依據本發明，光源裝置的斜視示意圖。如 圖1所示，本發明的光源裝置包括，至少其一側端面做爲 光入射面31;於其約垂直的一表面爲光出射面33的導光體 3 ’由與導光體3的光入射面31相對被配置的光源反射器 2所覆蓋的光源· 3;在導光體3的光出射面33上被鄰接配 置的光偏向元件4，與光偏向元件4的出光面42相對被鄰 接配置的光擴散元件6;與導光體3的光出射面33的對背 面34相對而配置的光反射元件5所構成。 導光體3,與ΧΥ面平行而配置，全體爲矩形面板狀。 導光體3有4個側端面，其中與ΥΖ面平行的1對側端面 之至少其一側端爲光入射面31。配置光入射面31與光源 1相對，從光源1發出的光從光入射面31入射進入導光體 3內。於本發明，例如，也可以在與光入射面31對側的側 端面32以外的側端面配置光源。 與導光體3的光入射面31約略垂直的第2主面，， 分別與ΧΥ面約略平行的位置’其任一面（圖示的上面）爲 光出射面33。此光出射面33或背面34之至少其一面，利 用施加由粗面所成的指向性光出射機能部，或是由稜鏡 列、雙凸透鏡列、V字構狀等的多個透鏡列，與光入射面 1 3247pif.doc 9 1241424 31約略平行並列所形成透鏡面所成的指向性光出射機能 部，從光入射面31入射的光在導光體3中使導引，，使 在垂直於光入射面31與光出射面33的面（XZ面）內的出射 光分佈爲指向性的光，從光出射面33出射。對應在此XZ 面內的出射光分佈的尖峰的尖峰光方向，與光出射面33 有一角度a，此角度a較佳爲10〜40度，而出射光分佈的 半値全幅較佳爲10〜40度。 導光體3的表面形成粗面或是透鏡列，可以由 ISO04287/1-1984的平均傾斜角0 a爲0.5〜15度的範圍， 而達到所要的在光出射面33的輝度均勻度。平均傾斜角 0 a更佳範圍是1〜12度，又更佳爲1.5〜11度。於此，粗 面或是透鏡列平均傾斜角Θ a未滿0.5度時，從導光體3 出射的光量少，有不能得到足夠的輝度的傾向，而平均傾 斜角0 a大於11度時，在光源附近出射多量光，在光出射 面33內的X方向的光隨著衰減，會有在光出射面33的輝 度均勻度低下的傾向。利用如此導光體3的粗面或透鏡列 的被形成面的平均傾斜角0 a在0.5〜15度的範圍內，於從 光出射面33出射光的出射光分佈的尖峰光的角度a爲 10〜40度的範圍內，在與光入射面31與光出射面33雙方 垂直的XZ面，其出射光分佈的半値全幅値爲10〜40度範 圍內，可以使有高指向性出射特性的光從導光體3出射， 其出射方向可以在光偏向元件4有效率地偏向，於是提供 有高輝度的面光源裝置。 此平均傾斜角0 a，依據導光體3厚度⑴與入射光傳 播方向的長度（L)的比（L/t)，較佳設定在適當範圍。即是’ 1 3247pif.doc 10 1241424 導光體3的L/t爲20〜200的使用情形下’平均傾斜角0 a 爲0.5〜7.0度較佳，更佳爲1〜5度，又更佳爲1.5〜4度的 範圍。又，導光體3的L/t未滿20的使用情形下，平均傾 斜角0 a爲7.0〜12.0度較佳，更佳爲8〜11度的範圍。 導光體3被形成的粗面的平均傾斜角0 a，依據 IS04287/1-1984，使用觸針式表面粗度計測量粗面形狀， 測定方向的座標爲X ’從其所得傾斜函數f(x)，可以利用 下面式（1)與式(2)求得。 (1) Aa = (1/L) 〇L[d/dx)f(x)|dx ; (2) 0 astan^Aa) 〇 更，做爲導光體3，其光出射率較佳在0.5〜5%的範 圍內，更佳爲1〜3%。於此，利用在光出射率的範圍內， 與在導光體3表面所形成的粗面或透鏡列形成面的平均傾 斜角0 a的情形相同，在確保有足夠的從導光體3出射的 ,·* 光量而得到足夠的輝度的同時，抑止在光源1附近的出射 光量，由此可在光出射面33的輝度有高均勻度。更，利 用光出射率在上述範圍內，從光出射面33出射的光的光 出射分佈的尖峰光的角度a在10〜40度範圍內，與光入射 面與光出射面雙方垂直的XZ面，其出射光分佈的半値全 幅値爲10〜40度範圍內，可以使有高指向性出射特性的光 從導光體3出射，其出射方向可以在光偏向元件4有效率 地偏向’於是提供有高輝度的面光源裝置。 1 3247pif.doc 1241424 於本發明，從導光體3的光出射率如上所定義。在 光出射面33的光入射面31側端的端緣的出射光強度(IQ)， 與從光入射面側端31的端緣的距離爲L的位置的出射光 強度⑴的關係，對於導光體3的厚度(Z方向尺寸）爲t，則 滿足以下關係。 (3) 1= I〇(A/100)[l-(A/100)]L/t。 於此，常數A爲光出射率，是於光出射面33，從在 與光入射面31垂直的X方向的每單位長度（相當於導光體 3的厚度t)的導光體3出射的光的百分比(％)。此光出射率 A，縱軸取從光出射面23的出射光的光強度的對數，橫軸 取(L/t)，用繪圖的關係，可以從其對應求出。 又，在沒有指向性光出射機能部得另一面，爲了控 制在平行於從導光體3的出射光的光源1的面(YZ面）的指 向性，相對光入射面31在80〜90度的大約垂直方向（略X 方向）延伸的有多個透鏡，列配列形成透鏡面爲較佳。如 圖1所示，光出射面33形成粗面，且背面34在相對光入 射面31約垂直的的方向（略X方向）延伸的有多個透鏡， 列配列形成透鏡面。於本發明’與圖1所示相反，光出射 面33形成透鏡面，而背面34爲粗面也可以。 如圖1所示，導光體3的背面34或是光出射面33 爲透鏡列的情形’其透鏡列約在X方向延伸的稜鏡列，雖 然可以是雙凸透鏡列、V字構狀等的多個透鏡列，其斷面 爲約三角形的稜鏡列爲較佳。 1 3247pif.doc 12 1241424 於本發明，導光體3以稜鏡列做爲透鏡列的情形， 其頂角較佳在70〜150度的範圍。於此，利用頂角的範圍， 可以使從導光體3的出射光有足夠集光，也因此可以提升 光源裝置有足夠的輝度。即是，利用在稜鏡列頂角的範圍 內，於出射光分佈，含尖峰光垂直於XZ面的面上其出射 光分佈的半値全幅爲35〜65度，使被集光的出射光出射， 可以提升面光源裝置的輝度。又，形成稜鏡列於光出射面 33的情形，較佳頂角爲80〜100度的範圍，在形成稜鏡列 於背面34的情形，較佳頂角爲70〜80度或是100〜150度 的範圍。 又，於本發明，上述的光出射面33或背面34，取代 形成光出射機能部或是倂用。導光體內部用混有分散的光 擴散性微粒子，而也可以有指向性光出射機能。又，做爲 導光體3，不限定於圖1所示的斷面形狀，也可以使用楔 形狀、船形狀等種種斷面。 圖2繪示依據本發明，光偏向元件的稜鏡列的部分 斷面示意圖。光偏向元件4，有2個主表面之中在導光體 3側的面爲入光面41，而另一面爲出光面42。入光面41 由多個稜鏡列41A並列所成，各稜鏡列有位於光源側的第 1稜鏡面44與從光源遠側位置的第2稜鏡面45的2個稜 鏡面。如圖2所示，第1稜鏡面44由平面所成，第2稜 鏡面45由凸曲面所成。 關於本發明光偏向元件4，有2個稜鏡面44、45的 稜鏡列41A的尖端部份由平面（尖端部平面）46所形成。即 是，稜鏡列41A，係由尖端部平面46與在其一側位置的 13247pif.doc 1241424 第1棱鏡面44與另一側位置的第2稜鏡面45所構成。利 用在稜鏡列的尖端部形成尖端部平面46，光偏向元件4配 置於導光體3上可防止配置於邊緣的稜鏡列41A的尖端的 壓傷，即是形狀變形，不會發發生由於此壓傷所造成的黑 線等，以提供優良品質的光源裝置。於本發明，利用相對 於此尖端部平面46稜鏡形成面（相對於稜鏡列41A底面的 面)43的傾斜角b在1〜50度的範圍內，可以抑止光偏向元 件4與導光體3的黏著造成干涉圖案等的發生的同時，也 可以抑止由設置此尖端部平面46造成的輝度低下。特別 是，尖端部平面46的傾斜角b在5〜45度的範圍內，可以 使輝度提升爲較佳，更佳爲7〜35度。 又，如圖2所示，尖端部平面46，向光源對側右上 有傾斜角b的情形，因此可以提升做爲光源裝置的輝度， 尖端部平面46，相對於入射於光偏向元件4的光，即是從 導光體3的光出射面33的出射光之中的尖峰光PL1的稜 鏡形成面43的傾斜角，較佳有與之約相同或大於的傾斜 角b。於此，利用尖端部平面46的傾斜角b，從導光體3 的出射尖峰光PL1，沒有實質上藉由尖端部平面46而入 射於光偏向元件3，出射尖峰光PL1從第1稜鏡面44入 射到光偏向元件3,且其大部份在第2稜鏡面45被全反射， 偏向成尖峰光PL2，在稜鏡列形成面43的法線方向出射。 一方面，尖端部平面46，有比相對出射尖峰光PL1的稜 鏡列形成面43的傾斜角較小的傾斜角b。如圖3所示，向 光源側左上有傾斜角b的情形，如圖3中從導光體3的出 射尖峰光PL1的一部份，藉由尖端部平面46入射於光偏 1 3247pif.doc 1241424 向元件3，於此折射偏向成尖峰光PL3，與稜鏡列形成面 43的法線方向偏離較大幅度的方向而出射，由此在稜鏡列 形成面43的法線方向的輝度降低的傾向。 更，於本發明，於與稜鏡列41A的延展方向垂直的斷 面(XZ斷面）的尖端部平面46的尺寸(以下，爲長方向）S， 稜鏡列的寬度（稜鏡列41A的底面的X方向尺寸）爲P時較 佳爲0.008P〜0.088P的範圍內，更佳爲0.017P〜0.053P，又 更佳爲0.017P〜0.035P的範圍內。於此，尖端部平面46的 長超過0.088時，輝度低下的大傾向，反之未滿0.008P時， 微細稜鏡列形狀的形成會有困難的傾向。 本發明的光偏向元件4，第1稜鏡面44的傾斜角p 爲5〜20度，第2稜鏡面45傾斜角σ爲35〜40度，p與σ 的相差絕對質|ρ-σ|爲15〜35度，但是可以得到較佳的高 輝度光源裝置。又，對於稜鏡面44、45的傾斜角ρ、σ， 如圖2所示，是與稜鏡面44、45及尖端部平面46的交差 部份，相對稜鏡形成面43的法線的角度。如此的第1稜 鏡面44的傾斜角σ小，對於傾斜角ρ與σ的和（即是第1 稜鏡面44與第2稜鏡面45的交差角）r在40〜60程度的 光偏向元件4，在沒有形成尖端部平面46的場合，因爲稜 鏡列尖端的壓傷造成黑線等的發生會顯著，本發明的光偏 向元件4特別適合改善其特性。又，如圖2所示，第2稜 鏡面45由曲面所成的情形，傾斜角σ，爲曲面與尖端部 平面46的交差部份的曲面的連接平面與棱鏡形成面43的 法線之間的角度。在第1稜鏡面44爲曲面所成的情形也 相同。於圖2，第1稜鏡面44與尖端部平面46的角度以 1 3247pif.doc 1241424 α表示，第2稜鏡面45與尖端部平面46的角度以/3表示。 如圖2所示，第2稜鏡面45爲凸曲面(特別是與稜鏡 列41A的延伸方向的Y方向垂直的XZ斷面爲圓弧形狀）。 利用如此至少第2稜鏡面45爲凸曲面，一面對於光偏向 元件4的集光效果向上提升，一面可以提升光源裝置的輝 度。於此情形，稜鏡列41A的寬度(P)相對凸曲面的曲率 半徑⑴的比(r/P)爲2〜50的範圍較佳，更佳爲3〜30，又更 佳爲5〜12。於此，如果r/P未滿2或超過50，不能發揮足 夠的集光特性，會有輝度低下的傾向。又，於本發明，構 成第2稜鏡面45的凸曲面，不限定於上述的r/Ρ條件的斷 面圓弧狀，斷面非圓弧狀也可以。在此情形，構成第2稜 鏡面45的凸曲面的尖端緣及底緣所連合的假想平面45’與 凸曲面的最大距離d時，與稜鏡列寬度(P)相對的比例(d/P) 以0.1%〜0.5%爲較佳。於此，如果d/P未滿0.1%或超過 0.5%，會有集光特性低下的傾向，因爲其無法向上提升足 夠的所要輝度，其較佳範圍爲0.2%〜3%的範圍，又更佳爲 0.2%〜2%。 於本發明，不限於如此的凸曲面，至少第2稜鏡面45 相互傾斜角（與稜鏡形成面43的法線的角度)相異的2個以 上述類似平面所構成，這些平面的傾斜角在接近出光面處 較小，最接近出光面的平面與最遠離出光面的平面的傾斜 角相差可以在15度以下，藉此，可以發揮相同高的集光 效果，以得到高輝度的光源裝置。此最接近出光面的平面 與最遠離出光面的平面的傾斜角相差，較佳在0.5〜10度， 又更佳爲1〜7度。又，利用第2稜鏡面45得如此結構， 1 3247pif.doc 1241424 可以容易設計出具有所要集光特性的光偏向元件，且可以 穩定製造有一定程度光學特性的光偏向元件。 又，於本發明，有如上述相異的傾斜角的平面之至 少其一可以置換成凸曲面，也可以將全部平面置換成凸曲 面。於此情形，凸曲面的形狀，其xz斷面的形狀爲圓弧 或非圓弧皆可以。更，利用多個凸曲面構成第2稜鏡面45 的情形，可以各凸曲面形狀相異。於此情形，可以斷面爲 圓弧形狀的凸曲面與斷面爲非圓弧形狀的凸曲面所組合， 至少其一的凸曲面，較佳爲斷面非圓弧形狀。在多個凸曲 面爲斷面圓弧形狀的情形，也可以在各凸曲面上有曲率變 化。對於非圓弧形狀，例如可以是橢圓的一部份’或是拋 物線的一部份等。 如此的凸曲面，如前述，對於稜鏡列寬度P的曲率 半徑⑴的比(r/p)，較佳在2〜50範圍，更佳爲3〜30，又更 佳5〜12的範圍。 又，當第2棱鏡面是由傾斜角相異的多個平面或是 凸曲面所構成，_了確保足夠的集光特性’第2稜鏡面的 尖端緣與底緣(谷部)連接的假想平面（相當於圖2的45’)與 多個平面或凸曲面（實際的稜鏡面）的最大距離d，如前述， 相對棱鏡列寬度P的比率(d/p)較佳爲0_1%〜5%，又較佳爲 0.2%〜3%，又更佳爲0.2%〜2%。 傾斜角相異的平面與凸曲面，典型地在各平面與各 凸曲面爲全反射的光從出光面42出射邊的出射光輝度分 佈(XZ面內），雖然設計使其尖峰角度約固定，其各尖峰角 度沒必要約固定。可以設計使全部尖峰角度在15度的範 1 3247pif.doc 1241424 圍內。全部尖峰角度，較佳在10度以下，又較佳在7度 以下，又更較佳在5度以下。 光源1爲在Y軸方向延伸的線狀光源’光源1例如 可以使用螢光燈或是冷陰極管。更’於本發明’光源1不 限定於線狀光源，也可以使用發光二極體（LED)光源、鹵 燈、亞日光燈等的點光源。特別是，使用於行動電話或行 動資訊終端等的比較小尺寸的顯示裝置的情形，使用發光 二極體LED等的小尺寸點光源爲較佳。又，光源1，如圖 1所示，不僅設置於導光體3側的側端面的情形，必要的 話也可以在另一側端面設置。 例如圖4所示，以發光二極體LED等做爲光源1的 約點光源，配置在導光體3的一角的使用時，入射於導光 體3的光，在與光出射面33相同的平面內，以光源1約 爲中心以放射狀傳播於導光體3中，且從光出射面33出 射的出射光，同樣地以光源1約爲中心放射狀出射。如此 放射狀出射的出射光，爲了使與出射方向不相關，有效率 地在所要方向偏向，形成光偏向元件4的入光面41的稜 鏡列41A，較佳以約弧狀圍繞光源1並列配置。如此，利 用稜鏡列41A以約弧狀圍繞光源1並列配置，在與光出射 面33相同的平面內，從光出射面33放射狀出射的大部分 出射光，相對光偏向元件4的稜鏡列41A約略垂直入射。 因此，在導光體3的光出射面33的全部領域出射光可以 良好效率使指向特定方向，可以使輝度均勻性提升。形成 光偏向元件4的約圓弧狀稜鏡列41A，對應傳播在導光體 3中的光分佈以選定其弧狀程度，且在與光出射面33相同 1 3247pif.doc 1241424 的平面內，從光出射面33放射狀出射的大部分出射光， 相對光偏向元件4的稜鏡列41A約略垂直入射爲較佳。具 體而言，例如以發光二極體LED等的點光源1爲約略中 心的約略同心圓弧的半徑逐漸增大並列配置。稜鏡列41A 的約略圓弧狀的半徑範圍，由在面光源裝置的點狀光源1 的位置，與相當於液晶顯示元件的顯示區域的面光源裝置 有效發光區域的位置的關係來決定。 光源反射器2減少向導光體3導入的光源損失。其 材質，例如可以使用表面蒸鍍有金屬反射層的塑膠膜。如 圖1所不，光源反射器2，從光反射元件5的端緣部外面 經過光源1的外面到光擴散元件6的出射面端緣部，以捲 狀而成。另一方，光源反射器2，避開光擴散元件6，也 可以從光反射元件5的端緣部外面經過光源1的外面到光 偏向元件4的出光面端緣部，以捲狀而成。或是避開光偏 向元件4，可以從光反射元件5的端緣部外面經過光源1 的外面到導光體3光出射面端緣部，以捲狀而成。 於如此光源反射器2相同的反射部材，也可設於導 光體3的側端面31以外的側端面。做爲光反射元件5，例 如可以使用表面蒸鍍有金屬反射層的塑膠膜。於本發明， 光反射元件5以反射片取代之，可以使用導光體3的背面 34利用金屬蒸鍍等形成光反射層。 本發明的導光體3與光偏向元件4，可以由光透過率 高的合成樹脂所構成。對於合成樹脂例如是甲基丙烯酸樹 脂、壓克力樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚乙烷基樹脂、氯化 乙烯基樹脂。特別是，甲基丙烯酸樹脂有高光透過率、耐 1 3 247pif.doc 19 1241424 熱性、力學特性、成形加工性的優點，爲最適當。甲基丙 烯酸樹脂，由甲基丙烯酸以甲基爲主要成分的樹脂，較佳 甲基丙烯酸曱基佔重量的80%。導光體3與光偏向元件4 的粗面表面結構與棱鏡列等的表面結構在形成之際，可以 使用透明合成樹脂板有所要的表面結構的模部材，以熱壓 形成’也可以利用面板印刷、壓出成型或射出成形等同時 形成所要的形狀。又，可以使用熱或光硬化性樹脂等形成 構造面。更，聚乙烷基樹脂、壓克力系樹脂、聚碳酸酯系 樹脂、氯化乙烯基樹脂、聚甲基丙烯酸硫亞氨系樹脂等所 成的透明膜或是片等的透明基板的表面，也可以由活性能 量線硬化性樹脂所構成的粗面結構所形成。也可以將片利 用黏著融著等方法與個別透明基板接合成一體化。對於活 性能量線硬化性樹脂，可以使用多官能（甲基）丙烯酸化合 物、乙烯基化合物，（甲基）丙烯酸乙烷基類、烯丙基化合 物、（甲基)丙烯酸的氯化金屬等。 更，於本發明，利用如此光偏向元件4窄視野化高 輝度化的光源裝置，不會導致對低下限制，爲了對應視野 範圍的目的之適當控制，可以在光偏向元件4的出光面42 上鄰接配置光擴散元件6。利用此光擴散元件6的配置， 防止造成品質低下的原因的刺閃與輝度斑等，以提升品 質。 光擴散元件6，可以在光偏向元件4的出光面側與光 偏向元件4 一體化形成，也可以光擴散元件6個別地載置 於光偏向元件4的出光面側。而個別配置光擴散元件6爲 較佳。在個別配置光擴散元件6的情形時，對於光擴散元 1 3247pif.doc 20 1241424 件6的對向於光偏向元件4的入射面6i，爲了防止與光偏 向元件4的黏著，較佳是具有凹凸結構。同樣地，於光擴 散元件6的出射面62 ’在與其上被配置的液晶顯示元件之 間的黏著的必要考慮，較佳出射面62是具有凹凸結構。 此凹凸結構，用於防止黏著的目的時，平均傾斜角在0.7 度以上的結構爲較佳’更佳爲1度以上，又更佳爲1.5度 以上。 於本發明，考慮輝度特性、視認性與品質等的平衡， 使用從光偏向元件4的出射光，有使適度擴散的光擴散特 性的光擴散元件6爲較佳。即是，當光擴散元件6的光擴 散特性過低時，有困難於擴大足夠的視野角且使視認性低 下，不能有效改善品質。反之，光擴散元件6的光擴散特 性過高時，光偏向元件4造成視野狹窄的損失，且全部光 透過率低，有輝度低下的傾向。因此，於本發明的光擴散 元件6,使用平行光入射時的出射光分佈的半値全幅爲1〜13 度的範圍。光擴散元件6的出射光分佈的半値全幅較佳爲 3〜11度的範圍，更佳爲4〜8.5度。又，於本發明光擴散元 件6的出射光分佈的半値全幅，如圖5所示，表示對應入 射光擴散元件6的平行光線於出射時的擴散程度，穿透光 擴散元件6後擴散，其出射光的光分佈，對應尖峰値，其 半値全幅的角度爲（ΔΘΗ)。 如此的光擴散特性，將光擴散劑混入光擴散元件6 中，且光擴散元件6的至少其一表面可以是凹凸結構。表 面形成的凹凸結構，當形成於光擴散元件6的一表面與形 成在兩方表面時，其程度相異。在形成於光擴散元件6的 1 3247pif.doc 1241424 一表面的情形，其平均傾斜角較佳爲0.8〜12度的範圍， 更佳爲3.5〜7度，又更佳爲4〜6.5度。光擴散元件6的兩 方的表面形成凹凸結構的情形，其一方表面形成凹凸結構 的平均傾斜角較佳爲0.8〜6度的範圍，更佳爲2〜4度，又 更佳爲2.5〜4度。於此情形，爲了抑止光擴散元件6的全 光線透過率的低下，光擴散元件6的入射面側的平均傾斜 角比出射面側的平均傾斜角大爲較佳。又，雖然光擴散元 件6的模糊値(haze)爲8〜82 %的範圍，從輝度特性提升與 視認性改善的觀點爲較佳，更佳爲30〜70%的範圍，又更 佳爲40〜65%的範圍。 於本發明，從使用光偏向元件4的導光體3的出射 光，使在法線方向等的特定方向出射，此出射光，在使用 有異方擴散性的光擴散元件6,可以於所要的方向使出射。 於此情形，光擴散元件6可以給予異方擴散作用與光偏向 角作用的兩方的機能。例如，做爲凹凸結構，使用在長方 向延展的多個雙凸透鏡列並列配置，而另一方以所要的尺 寸延伸的的多個圓柱透鏡形狀體，離散地平行配置時，因 爲其斷面形狀爲非對稱形狀，可以給予異方擴散作用與光 偏向角作用的兩機能。 又，於本發明，調整光源裝置的視野角時，爲了提 升品質的目的，光偏向元件4與光擴散元件6可以含有光 擴散材。如此的光擴散材，可以使用構成光偏向元件4與 光擴散元件6的材料與折射率相異的透明微粒子。例如， 矽珠、聚苯乙烯、聚甲基甲基丙烯酸樹脂、氟化甲基丙烯 酸樹脂等的單獨聚合體或是共聚合體所成。對於光擴散材 13247pif.doc 22 1241424 料，在不會損及光偏向元件4造成的窄視野效果與光擴散 元件6的適度擴散效果，其含量、粒徑、折射率等要適當 的選定。例如，因爲光擴散材的折射率，與構成光偏向元 件4與光擴散元件6的材料的折射率的差過小時，擴散效 果小，當過大時，會產生過剩的散亂折射作用，射率差在 0.01〜0·1的範圍較佳，更佳爲〇.〇3〜0.08，又更佳爲 003〜0.05。又，因爲擴散材的粒徑過大時會散亂過強導致 閃光與輝度低下，又過小時會發生著色，平均粒徑在0.5〜20 微米的範圍較佳，更佳爲2〜15微米，又更佳爲2〜10微米。 利用由以上的光源1、光源反射器2、導光體3、光 偏向元件4、光反射元件5、與光擴散元件6所構成的光 源裝置的發光面上（光擴散元件6的出射面62)，配置液晶 顯不兀件，而構成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置，從圖1 上方利用通過液晶顯示元件給觀察者觀察。又，於本發明， 因爲使被足夠對準的窄分佈的光，從光源裝置入射於液晶 顯示元件，可以得到在液晶顯示元件的灰階反轉等亮度、 色相的均勻性良好的影像顯示的同時，可以得到在所要的 方向集中光照射，可以對應其照射方向的光源的發光量的 利用效率高。 實施例 以下，實施例與比較例的比較具體說明。又，以下 實施例與比較例的各特徵値的測定如下進行。 光源裝置的法線輝度、光度半値全幅的測定 以冷陰極管做爲光源，其驅動電路的反相器(Harrison 公司製HIU-742A)，施加DC 12V，以高頻點亮冷陰極管。 13247pif.doc 23 1241424 法線輝度，以光源裝置或導光體的表面，分成3x 5個20 mm 邊長的正方形，求出各正方形的法線方向的輝度値的15 點平均。導光體的光度半値全幅，有4mm φ的針孔的黑 色紙，針孔固定於導光體的表面的中央位置，且輝度計的 測定圓調整在8〜9 mm的距離，在與冷陰極管的長方向軸 垂直的方向與平行的方向，針孔中心在角度（gonoio)旋轉 軸旋轉以調節。在個別方向的旋轉軸，在+80度到-80度 以1度間隔旋轉，用輝度計測量出射光的光度分佈，求出 尖峰角度、光度分佈的半値全幅(尖峰値的1/2以上的値的 分佈的角度）。又，光源裝置的輝度半値全幅，輝度計的 視野角度爲0.1度，且光源裝置的發光面的中央在做爲測 定位置的角度旋轉軸旋轉調節。在個別方向的旋轉軸，在 + 80度到-80度以1度間隔旋轉，用輝度計測量出射光的 輝度分佈，求出尖峰輝度與尖峰角度。尖峰角度相對光源 裝置法線方向爲0度，光源側爲負，而其反對側爲正。 [比較例1] 使用壓克力樹脂（三菱rayon製ACRYPET VH5#000[商 品名])射出成形的一面平均傾斜角1.1度的消光面(mat)， 另一面爲鏡面製作導光體。導光體爲216 mm X 290 mm、 厚度2.0mm - 0.7 mm的楔形板狀。此導光體的鏡面側， 與導光體的長爲216 mm的邊（短邊）平行，利用壓克力系 紫外線硬化樹脂的稜鏡列的稜鏡頂角爲130度，寬度爲50 微米，並列連接配置成稜鏡層。與導光體的長度爲290mm 的長邊相對的另一側端邊（厚2.0mm的側端面)相對向，沿 著長邊的冷陰極管覆蓋配置有光源反射器（麗光射製造反 1241424 射膜）°更’在另一側端面貼附光擴散反射膜（Toray製造 的E60(商品名）），稜鏡列配向的面（背面）配置反射片。以 上的結構組裝成於一框體。此導光體，在垂直於光入射面 與光出射面的雙方的面內的出射光光度分佈的最大尖峰， 相對於出射光面法線方向爲70度，半値全幅爲22.5度。 一方面，厚爲188微米的聚乙烷基樹脂的一表面上， 製作使用折射率爲1.5064的壓克力系紫外線硬化樹脂，寬 度爲56.6微米的稜鏡列，並列連接所成的棱鏡片。稜鏡列 的斷面形狀，稜鏡頂點座標做爲原點，當稜鏡列寬度P的 長度爲1時，以(X，z)座標表示，點1爲（-11.500, 65.209)， 點 2 爲（0·〇〇〇,〇·〇〇〇)，及點 4 爲（15.443，12.00)的 3 點， 順著連接成2條直線，以及點4與點5(45.000，65.209)連 接成半徑爲527.817微米構成凸曲面。 所得到的棱鏡片，向著上述導光體的光出射面（消光 面側）被形成有棱鏡列的面，平行於導光體的光入射面的 棱鏡列稜線，第1稜鏡面（對應於上述斷面形狀由點1點2 連接的直線的棱鏡面）爲光源側，載置於導光體上，而得 到光源裝置。 接著進行如下此光源裝置的評估。即是，求出在與 光入射面與光出射面雙方垂直的面內的光出射分佈，以後 述比較例7爲基準的情形的尖峰光輝度比率，以及尖峰光 角度以表2表示。又，光源裝置所發出的光的發光面的外 觀以目視觀察，其黑線與干涉圖案的有無以表2表示。 [實施例〜18、比較例2〜3] 除了稜鏡列的斷两形狀如表1所示（順著點1〜點5連 1 3247pif.doc 25 1241424 接），則與比較例1相同地製作稜鏡片。所得到的稜鏡片， 與比較例1相同地被載置於導光體上，得到光源裝置。又， 表1中，稜鏡列的尖端部平面的傾斜角，該尖端部平面， 如示的從與光源反對側右上傾斜的情形爲負，如示的從光 源左上傾斜的情形爲正（後述表3與表5相同）。此光源裝 置與比較例1，進行相同評估，其結果如表2所示。 [比較利4] 稜鏡列的斷面形狀，除了由點1(-19.752, 54.269)與 點2(0·〇〇〇〇, 〇.〇〇〇)連接的直線，以及點2與點4(36·748, 54·269)的連線，半徑爲468.915微米的凸曲面所構成以 外’與比較例1相同製作稜鏡片。所得到的稜鏡片，與比 較例1相同被載置於到導光體上而得到光源裝置。進行與 比較例1相同的評估。其結果如表4所示。 [實施例19〜29，比較例5] 稜鏡列的斷面形狀除了如表3所示（點1〜點4順序連 接)以外，與比較例4相同製作稜鏡片。所得到的稜鏡片， 與比較例1相同被載置於到導光體上而得到光源裝置。進 行與比較例1相同的評估。其結果如表4所示。 [比較例6] 稜鏡列的斷面形狀，除了由點1(-14.178，61.410)與 點2(0.0000, 0·000)連接的直線，以及點2與點4(42.322, 61.410)的連線，半徑爲504.324微米的凸曲面所構成以外， 與比較例1相同製作稜鏡片。所得到的稜鏡片，與比較例 1相同被載置於到導光體上而得到光源裝置。進行與比較 例1相同的評估。其結果如表6所示。 13247pif.doc 26 1241424 [實施例30〜32] 稜鏡列的斷面形狀除了如表5所示（點1〜點4順序連 接）以外，與比較例6相同製作稜鏡片。所得到的稜鏡片， 與比較例1相同被載置於到導光體上而得到光源裝置。進 行與比較例1相同的評估。其結果如表6所示。 [比較例7] 稜鏡的稜鏡列，除了其2個稜鏡面且在平面的稜鏡 頂角爲65.4度的斷面二等邊三角形（ρ=σ=32·7度）以外， 與比較例1相同得到光源裝置。求出在與此光源裝置的光 入射面與光出射面的雙方垂直的面內的出射光輝度分佈， 其尖峰光的輝度當作1.0。又，尖峰光的角度爲0度。 產業利用性 本發明的光偏向元件，在稜鏡列的尖端部因爲設計 有特定的傾斜角的尖端部平面，提供優良品質的光源裝 置，不會導致輝度低下，也沒有黑線與干涉圖案等的外觀 缺陷。 1 3247pif.doc 27 1241424 魃a镝c % m 〇〇 00 OO 〇〇 〇〇 00 OO OO OO 〇〇 OO 00 〇〇 OO 〇〇 OO OO 00 OO 〇〇 1 ξ S s； 5〇 g B (N s； ε； —g(镝 c S 1 S O g o 〇 § § ο § o g § 8 〇 § § ο ON o 搬骤遐陋s 魃g(魃保卜 OO 〇〇 OO 00 00 〇〇 〇〇 OO 00 OO 00 00 00 〇〇 OO OO OO OO OO OO 00 —胆n [SC赃 濉灘濉龌削w 尖端部平 面長度比 (對稜鏡 寬度） 1 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0177 0.0354 0.0354 0.0354 0.0354 0.0354 0.0354 0.0354 0.0354 0.0354 0.0088 0.0265 尖端 部平 面傾 斜角 (度） 1 〇 "T o r〇 o 1 o 〇 Ο o o ro o 1—4 1 o o S o 〇 rn o ΓΛ 顆降g龌一 m U m E 脃 陌 m H m M 胆 m u m m M u u m H B- 14- Kl· 14- 14- • 14- 14- H- B- 采 妥 藜 ? 采 采 采 采 采 采 采 藜 藜 藜 誔 整 藜 截 藜 藜 藜 « 藜 誔 窫 藜 籍 藜 卜 卜 OO 卜 00 00 卜 00 卜 00 Γ ΟΟ 卜 53 卜 00 卜 卜 5S 卜 00 卜 00 00 00 卜 〇〇 卜 OO 卜 Γ ΟΟ 卜 00 卜 00 R R R R Λ JS V »〇 V »〇 V up V up »n 1? 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CN 〇\ Os g <N g" fN g (N g" (N g (N g (N g g (N VD v-T VD uS MD uS όλ to ν〇Λ vq W^T in VO vq iri in trT in X Z X z X X S X X z X z X X X X X Z s X (N m 寸 (N ^Τ) Ό 卜 00 00 o , «Ν m m Ό r- 00 i 鎰 i 滔 m 握 握 m 辑 辑 握 i 握 m ί 辑 ί 滔 ί 滔 ㈣ 鎰 滔 握 籩 籩 籩 籩 jJ 麵 w AJ m W * m w w w u u m u 28 1 3247pif.doc 1241424 表2 尖峰光的輝度 比率 尖峰光的角度 外觀（黑線、 干涉圖案） 比較例1 1.75 -1 黑線 實施例1 1.75 -2 良好 實施例2 1.78 -2 良好 實施例3 1.77 -2 良好 實施例4 1.76 -2 良好 比較例2 1.76 -2 干涉圖案 實施例5 1.76 -2 良好 實施例6 1.72 -2 良好 實施例7 1.72 -2 良好 實施例8 1.71 -2 良好 實施例9 1.74 -2 良好 實施例10 1.77 -2 良好 實施例11 1.76 -2 良好 實施例12 1.75 -2 良好 比較例3 1.74 -2 干涉圖案 實施例13 1.72 -2 良好 實施例14 1.71 -2 良好 實施例15 1.69 -2 良好 實施例16 1.67 -2 良好 實施例17 1.75 _1 良好 實施例18 1.78 -2 良好 1 3247pif.doc 29 1241424 表3WWWC^T" (N IH 1® ^ 1 3 oo OO r〇 oo (Ν oo <x <x — 一 — — ㈣ — 第1 稜鏡 與尖 端部 平面 角度 am 1 〇 o 00 Ο Ο g 〇 g ο § g 魃鄯腿识卜A CN o o o ο Ο O fN <N — ΠΊ m (N —陌〜胆c« 搬邂搬龌糊W (N <N (N … CN (Ν ιη K ΓΝ WO rs (N (N S§|UK^ r- r- r- p- X r^> ro rn 1 o o o s o s ο ο ο s o s ο s 〇 s d S Ο s 〇 o o 尖端 部平 面傾 斜角 (度） 1 ? s ο ο § s Ο 尖端 部平 面(點 2〜點 摧 胆 B B H- Η 14- 胆 胆 Ε 14- u K 14- Β θ- B 0- 采 采 采 采 采 采 采 采 藜 藜 藜 藜 整 蕖 窫 藜 窫 藜 sS 1 α： 5； α^ Ό α： Ό δ； S S s g iS $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ S 3 $ 胆 ? τ 1 τ Μ4 1 τ l Τ T T ύ] Τ Τ 1 ώ4 軀 1= m 并 乾1 升 井 井 升 升 并 升 升 尽Q 升 «π 升 升 «3 井 m » 褂 褂 » a st- » 褂 讲 褂 褂 <N inr> 租 粗 粗 租 租 租 租 租 租 租 « 租 租 m m is m m m m m fi m is m m fS 租 租 租 租 租 祖 租 租 租 租 s 粗 租 第1 稜鏡 面(點 1〜點 2) m 平面 m Kl· 平面 顿 平面 平面 平面1 平面 平面 平面 平面 平面 s On" S σ\ S σΓ 寸 ?; t 3； t t m 00 oo oo oo 〇〇 〇〇 〇〇 oo 00 00 00 00 00 寸 寸 寸 寸 寸 艺 'Ο rn, 'O ro, v〇 rn^ VO ro^ *〇 m r〇^ 'Ο ^ό 'Ο vd rn^ ο 〇 oo" s 差 ΓΑ 〇〇 /^s S 00 ίτΓ 3 *τΓ Γ^ 〇〇" m m c> d o d 〇 〇 o 1—< <Ν CN rs m s s JO 卜 r^ ΓΛ $ s ΓΟ § ri 〇" |〇 i ο ο 〇 〇 V \ r—< 1—^ 'w^ m ρ S rjN CO , r^T , S 'Ο 孓 | ο s: s o s rn S' (Ν m S3 m $ 00" 5" 卜 ΓΛ ι〇 ΓΝ i K o o 〇 Ο Ο 9 o 9 9 Ο 9 X Os' CN 泠 S Ο (Ν & S： \〇 rs & rs 〇\ Os Ον" αΓ s — ?； ?； — 戈 戈 ?; ?; <N <N (N JO fN t〇 ri t〇 ri |〇 (N |〇 ri JO (N |〇 (N |〇 ΓΝ ί〇 ri JO (N JO X X X ε X S X X X X X X 寸 Os (Ν ΓΝ 艺 SQ s s i 图 匡 滔 滔 i§ JJ 握 辑 辑 握 辑 習 w U U m m m u w 1 3247pif.doc 30 1241424 表4 尖峰光的輝度 比率 尖峰光的角度 外觀（黑線、 干涉圖案） 比較例4 1.64 -1 黑線 實施例19 1.63 -2 良好 實施例20 1.65 -2 良好 實施例21 1.66 -2 良好 實施例22 1.63 -2 良好 比較例5 1.63 -2 干涉圖案 實施例23 1.62 -2 良好 實施例24 1.61 -2 良好 實施例25 1.63 -2 良好 實施例26 1.55 -2 良好 實施例27 1.59 -2 良好 實施例28 1.62 -2 良好 實施例29 1.50 -2 良好 表6 尖峰光的輝度 比率 尖峰光的角度 外觀（黑線、 干涉圖案） 比較例6 1.77 -1 黑線 實施例30 1.73 -2 良好 實施例31 1.79 -2 良好 實施例32 1.67 2 良好 1 3247pif.doc 3 1 1241424 1 〇〇 〇〇 第1 稜鏡 與尖 端部 平面 角度 a (度） 1 〇 〇 00 § 第1棱 鏡面與 第2稜 鏡面交 差角7 (度） 51.9 52.0 52.0 52.0 尖端 部平 面長 度比 (對稜 鏡寬 度） I 0.0177 0.0177 0.0177 lllli 1 〇 〇 ΓΟ 〇 rs 稜鏡面形狀 尖端 部平 面(點 2〜點 3) 摧 平面 平面 平面 第2稜鏡面(點3〜點4) 曲面(曲率半徑=468.915微米） 曲面(曲率半徑=468.915微米） 曲面(曲率半徑=468.915微米） 曲面(曲率半徑=468.915微米） 第1 稜鏡 面(點 1〜點 2) 平面 平面 平面 平面 稜鏡形狀座標 寸 (36.748, 54.269) (36.748, 54.269) (36.748, 54.269) (36.748, 54.269) (0.000, 0.000) (0.683,0.872) (0.715, 0.914) (0.726, 0.928) (N ϋ (0.000,0.000) (-0.083,0.229) (-0.151,0.414) (-0.213,0.586) i (-19.752, 54.269) (-19.752, 54.269) (-19.752, 54.269) (-19.752, 54.269) 比較例4 實施例19 實施例20 實施例21 2 3 1 3247pif.doc 1241424 【圖式簡單說明】 圖1繪示依據本發明，光源裝置的斜視示意圖。 圖2繪示依據本發明，光偏向元件的稜鏡列的部分 斷面示意圖。 圖3繪示依據本發明，光偏向元件的稜鏡列的部分 斷面示意圖。 圖4繪示依據本發明，光源裝置的斜視示意圖。 圖5繪示依據本發明，光擴散元件的出射光分佈圖。 【圖式標示說明】 1 光源 41 入光面 2 光源反射器 41A 稜鏡列 3 導光體 42 出光面 4 光偏向元件 43 稜鏡形成面 5 光反射元件 44 第1稜鏡面 6 光擴散元件 45 第2稜鏡面 31 光入射面 46 尖端部平面 32 側端面 61 入射面 33 光出射面 62 出射面 34 對背面 455 假想平面 1 3247pif.doc 3 3