TWI247927B - Planar light source apparatus and light guide used therein - Google Patents

Description

1247927 玖、發明說明： 【發明所屬之技術區域】 本發明是有關於一種邊光方式之面光源裝置。且特 別是有關於一種面光源裝置，其可以防止和導光體之光出 射面鄰接配置的片狀光偏向元件之入光面與導光體之光出 射面之間的吸著或黏著的發生。本發明之面光源裝置可用 於，例如，可攜式筆記型電腦等之終端器或是液晶電視， 或與視訊一體之液晶電視等之液晶顯示裝置之背光源，又 或是，使用於行動電話等之攜帶型電子機器之顯示面板或 各種機器之指示器，其較小型的液晶顯示裝置之背光源。 【先前技術】 近年來，液晶顯示裝置，做爲可攜式筆記型電腦等 的終端器，或是做爲液晶電視或與視訊一體之液晶電視等 之顯示部，更可使用於其他種種領域。液晶顯示裝置，係 由其基本的背光源與液晶顯示元件所構成。做爲背光源， 從液晶顯示裝置的密集化之觀點，一般多使用邊光方式。 傳統上，做爲背光源，在矩型板狀的導光體之至少一端面， 當作光入射端面使用，沿著該光入射端面配置有直管型螢 光燈等的線狀或棒狀的主光源，從該主光源發出的光從導 光體之光入射端面往導光體內部導入，導光體之二各主面 之其一爲光出射面而使光出射如此等之利用。 又，近年來，行動電話或可攜式電玩機等之可攜式 電子機器或是各種電器與電子機器之指示器等之較小畫面 的液晶顯示裝置，其希望能小型化與降低電力消耗。於此， 爲了降低電力消耗，做爲背光源之主光源，其使用點狀光 12046pif.doc/008 5 1247927 源之發光二極體（LED)。使用發光二極體做爲主光源之背 光源，例如特開平7-270624號公報之記載，爲了發揮與 使用線狀的主光源可以有相同之機能，多個發光二極體沿 著導光體之光入射端面，以一維方式配列。藉由使用由如 此一維配列的多個發光二極體，可以得到所要之亮度以及 全畫面輝度分佈之均勻性。 又，於特公平7-27137號公報中，使用導光體，其光 出射面係由當作光出射控制機能結構之微細凹凸粗面所形 成’將有由多個棱鏡列配列之形成面之稜鏡片配置於導光 體光出射面上，其稜鏡形成面在導光體之一邊（即是稜鏡 形成面爲入光面），其抑制背光源之電力消耗，而爲了不 犧牲輝度下，使出射光之分佈狹窄之方法被提出。 又，於近年來之液晶顯示裝置等之各種機器的輕量 化以及薄型化之要求，關於背光源之型態，於導光體上做 爲光偏向元件的稜鏡片會往薄型化進展。 於此情形，上述之型態，在其稜鏡片的入光面爲稜 鏡形成面之情形，合成樹脂等的誘電體（inductive)所成之 導光體與稜鏡片之間會有靜電吸引，由於靜電吸引力，兩 者之間會發生吸著或黏著（sticking)不均勻的現象。此黏著 不均勻的現象之發生，會造成面光源裝置之外觀上的缺 陷，而會有品質低下的問題。 對於面光源裝置，爲了防止其導光體與棱鏡片之黏 著之發生，特開平10-48429號公報揭示，導光體的出射 面，形成有其算數平均粗度Ra在0.02〜0.25微米之毛面。 然而，雖然此毛面可以防止一些程度的黏著之發生，但是 12046pif.doc/008 6 1247927 仍不足夠。又，此導光體之毛面係專爲防止黏著之發生爲 目的，做爲光出射控制機構之毛面結構，並沒有做全盤的 考慮。 【發明內容】 本發明的目的就是提供一種高品質的面光源裝置， 在不損及導光體之光出射特性，而片狀光偏向元件，可防 止如上述在薄型化下面光源裝置之導光體與片狀光偏向元 件之黏著的發生，在當作液晶顯示元件的背光源使用之情 形，有很好的輝度與均勻度，不會有影像顯示性能之劣化。 又，本發明之另一目的係提供用於面光源裝置之導 光體。 於本發明，可達到上述之目的。 面光源裝置之特徵包括，板狀導光體可引導從主光 源發出的之光，且有使從前述主光源發出之光入射之光入 射端面與使引導光出射之光出射面。前述光出射面係由微 細凹凸面所成，該微細凹凸面之平均傾斜角6» a爲0.3〜30 度，而十點的平均粗度Rz爲0·7〜10微米。 於本發明之一型態，前述微細凹凸面之中心線平均 粗度Ra爲0.08〜1.5微米。於本發明之一型態，前述微細 凹凸面包含多個向外凸出之微小凸曲面區域。於本發明之 一型態，該導光體爲矩形板狀，而對應該矩形板狀導光體 之一端緣以形成前述光入射端面。於本發明之一型態，前 述導光體爲矩形板狀，而對應該矩形板狀導光體之一角部 以形成前述光入射端面。 又，本發明可達成如上之目的。 12046pif.doc/008 7 1247927 提供之面光源裝置之特徵包括具備有如上面光源裝 置用的導光體的型態，該導光體之前述光入射面鄰接配置 之前述主光源，以及該導光體之光出射面鄰接配置之片狀 光偏向元件。該光偏向元件，有與該導光體之光出射面對 向位置之入光面與其對側的出光面。前述入光面係由多個 稜鏡列並列而形成。 於本發明之一型態，前述光偏向元件之稜鏡列，分 別與前述導光體之前述光入射面對應邊緣約平行之方向， 以直線狀延伸。於本發明之一型態，前述光偏向元件之稜 鏡列，分別以與前述導光體之前述光入射面對應之角部爲 略中心，而以圓弧狀而延伸。 於本發明之一型態，前述主光源，係與對應於前述 導光體之光入射端面之端緣約略平行的方向而延伸之線狀 光源。於本發明之一型態，前述主光源，係與對應於前述 導光體之光入射端面之角部，而鄰接配置的點狀光源。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作 詳細說明如下： 【實施方式】 以下、參照圖示，對本發明之實施型態做說明。 第1圖繪示根據本發明之面光源裝置分解斜視圖。 如第1圖所示，本實施型態之面光源裝置包括，沿著γ方 向有線狀主光源2’可以引導由主光源發出之光之板狀導 光體4，光偏向元件6，與光反射元件8。又，主光源2伴 隨有反射器10。 12046pif.doc/008 8 1247927 導光體4，與XY面平行配置，整體爲一矩形板狀。 導光體4有四個側端面，其中與ΥΖ面約平行之一對側端 面之其一爲光入射端面41，與光入射端面41對向鄰接配 置有主光源2。與導光體4之ΥΖ面平約平行之一對側端 面之另一側端面42也可以做爲光入射面。其情形與以光 入射端面41之情形相同，於側端面42同樣對向配置有主 光源及反射器。與導光體4之光入射端面垂直的二主面’ 分別與Ζ方向約垂直配置。一個主面係以上面爲光出射面 43。該光出射面43，係由做爲光出射控制機能構造之微細 凹凸結構所成。如此，由微細凹凸所成之面（毛面等）之詳 細描述如後，含有光出射面43之法線方向（Ζ方向）以及與 光入射端面41垂直的X方向二者的ΧΖ面內分佈的指向 性光，由光出射面43出射。此出射光分佈之尖峰之方向 與光出射面之角度，例如10〜40度，出射光分佈之半値全 寬度例如10〜40度。 與導光體4之光出射面43相反側之主面（背面)44， 爲了控制從光出射面43之出射光在與主光源2之延伸方 向平行的平面（例如ΥΖ面）內之指向性，係對應光入射端 面41約垂直的方向（X方向），相互平行延展之多個透鏡列 44a所形成。做爲該透鏡列44a，可以使用稜鏡列，雙凸 透鏡列，V字型結構等，而較佳是使用在YZ面之剖面之 形狀爲約三角形狀的稜鏡列。此稜鏡列之頂角爲70〜80度 或是100〜150度之範圍爲較佳。由於稜鏡頂角之此範圍， 可以收集足夠從光出射面43之出射光，可以做爲面光源 裝置之輝度之進一步向上提升。即是，於稜鏡頂角之此範 12046pif.doc/008 9 1247927 圍下，在含有尖峰光之出射光分佈且與XZ面垂直之面， 使被聚集的光出射，其中出射光分佈之半値全寬度爲30〜65 度，因此做爲面光源裝置之輝度可以向上提升。又，透鏡 列44a之配列間隔P1，例如在1〇〜1〇〇微米，而較佳爲1〇〜80 微米，而更佳爲20〜70微米。在不很要求於導光體出射光 之YZ面內的高光指向性之情形下，在導光體內面44也可 以不需形成透鏡列44a。 又，做爲導光體4之光出射機能結構，形成上述型 態之光出射面43與由微細凹凸面所成之設計倂用，導光 體4之內部可以混入光擴散微粒子，以達到分散效果。又， 做爲導光體4，如第1圖所示，其爲均勻厚度之板狀(光出 射面43之微細凹凸面之微細形狀以及忽略背面44的稜鏡 列形狀之情形的厚度），延X方向從光入射端面41到另一 側端面42之方向，其厚度也可以漸次變小之楔形狀，或 是，更與側端面42也對向配置主光源之情形，於X方向， 由光入射端面41向導光體中央部，以及由側端面42向導 光體中央部，其厚度分別減小如船形狀等，另外也可以使 用種種橫斷面之形狀。 光偏向元件6，配置於導光體4之光出射面43上。 光偏向元件6之二個主面，分別以整體來看係處於與XY 平面約略之位置。二個主面之其一（導光體之光出射面43 之面爲主面）爲入光面61，而另一方爲出光面62。出光面 62與導光體4光出射面43約平行爲平坦面或是粗糙面。 入光面61由多個稜鏡列61a相互平行配列所構成之稜鏡 列形成面。 12046pif.doc/008 10 1247927 入光面61之稜鏡列61a，沿著與主光源2約平行的 Y方向相互平行延伸所形成。稜鏡列61a之配列間隔P2 可以是10〜100微米之範圍，而較佳爲10〜80微米，又更 佳爲20〜70微米之範圍。又，稜鏡列61a之頂角可以在30〜80 度之範圍，而較佳爲40〜70度之範圍。 光偏向元件6之厚度，例如30〜350微米。 第2圖繪示使用光偏向元件，其光偏向機制。於第2 圖繪示，從在XZ面內之導光體4之尖峰出射光（對應出射 光分佈之尖峰的光）之行進方向。從與導光體4之光出射 面43斜向出射之光，往稜鏡列61a之第1面而入射，藉 由第2面而被全反射，從導光體4之出射光的指向性，大 約維持由出光面62之約法線方向出射。由此，在XZ面內， 在出光面62之法線方向，可以得到高輝度。 光偏向元件6，結果使從導光體4之出射光可在所要 的方向偏向（變角）之機能，上述之型態在有出射指向性高 之光的導光體4之組合的情形下，至少其一面較佳可使用 有由多個透鏡單元並列所形成之透鏡面之透鏡片。被形成 之透鏡片之透鏡形狀，對應其目的可以有種種之變化，例 如，稜鏡形狀，雙凸透鏡形狀，蠅眼（flyeye)燈之形狀，波 形形狀等。其中以斷面爲約三角形的多個稜鏡列並列配置 而成的稜鏡片爲較佳。 導光體4與光偏向元件6，可由高透光率之合成樹脂 所構成。對於如此之合成樹脂而言，例如甲基丙烯酸酯 (methacryl)樹脂，丙烯酸酯樹脂，聚碳酸系樹脂，聚酯系 樹脂，氯化乙烯基系樹脂，環狀聚烯烴樹脂等。特別是， 12046pif.doc/008 11 1247927 甲基丙烯酸酯爲較佳，其透光率高，有很好的耐熱性、力 學特性、與形成加工性。對於甲基丙烯酸酯，主要成分爲 甲基丙烯酸甲酯之樹脂，其甲基丙烯酸甲酯較好爲80%之 重量以上。導光體4與光偏向元件6之粗面的表面結構或 稜鏡列等的表面結構於所形成之際，使用透明合成樹脂板 之表面有所要的結構之成型部材，而以熱壓成型，絲網印 刷（screen printing)，壓出或射出成型等來成型，而其同時 也得到形狀。又，使用熱或是光硬化樹脂等，也可以形成 結構面。更，也可以在由聚酯系樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚 碳酸系樹脂、氯化乙烯基系樹脂、聚丙烯醯亞胺樹脂等所 形成之透明膜或是透明片等之透明基材上，以活性能線硬 化型之樹脂而形成粗面結構，進而在表面形成透鏡配列結 構，也可以利用接著融著等之方法，將如此之片狀物在個 別的透明基材上結合成一體化。對於活性能線硬化型之樹 脂，可以使用（甲基)丙烯酸化合物、乙烯基化合物、（甲基) 丙嫌酸酯類、丙稀基化合物、（甲基)丙儲酸之氯化金屬等。 對於光反射元件8,例如可使用表面蒸鍍有反射層之 塑膠片。關於本發明，對於光反射元件8可用反射片取代， 也可以使用在導光體4之背面44利用金屬蒸鍍而形成光 反射層等。又，被利用於當作導光體4的光入射端面以外 之端面，可以設置反射部材。 於主光源2，設置有反射器10，使從主光源2發出 之光在少量損失下，往導光體4之光入射端面41導入， 例如，可以使用表面有金屬蒸鍍之反射層之塑膠膜。如圖 所示，反射器1〇，係從光反射元件8之端緣部外面經由主 12046pif.doc/008 12 1247927 光源2之外部，往光偏向元件6的出光面端緣部，捲曲而 設置。對於另一種方法，光源反射器10，爲避免光偏向元 件6，也可以從光反射元件8之端緣之端緣部外面經由主 光源2之外面，往導光體4之光出射面端緣部，捲曲而設 置。 於此本實施例，導光體4之光出射面43之微細凹凸 面，利用IS04287/1-1984，其平均傾斜角Θ a爲0.3〜30度 之範圍，根據上述指向性光出射之輝度提升以及在光出射 面內的輝度均勻度之提升，如圖之點所示。平均傾斜角Θ a，更佳爲0.4〜28度之範圍，而又更佳爲0.5〜23度之範圍。 此平均傾斜角0 a，較好係用導光體之厚度t與入射光傳播 方向的長度L之比L/t，而設定最適當之範圍。即是，在 對於導光體之L/t爲50〜250之程度之情形，平均傾斜角Θ a爲較好在0.3〜10度之範圍，更佳爲0.4〜8度之範圍，而 又更佳爲0.5〜5度之範圍。又，對於導光體之L/t爲50以 下之情形下，平均傾斜角0 a2較好爲1〜30度之範圍，更 佳爲2〜28度之範圍，而又更佳爲3〜23度之範圍。 又，導光體4之光出射面43之微細凹凸面，十點平 均粗度Rz爲0.7〜10微米，而較好爲0.75〜8微米之範圍， 更佳爲0.8〜5微米之範圍。在十點平均粗度Rz之範圍內， 不會損及做爲光出射控制機能結構之微細凹凸面之出射控 制機能，即是一面維持良好的輝度與均勻度，而也可以防 止導光體4與光偏向元件6之黏著，而提供高品質之面光 源裝置。若十點平均粗度Rz未滿0.7微米，會有導光體4 與光偏向元件6之黏著之防止效果低下之傾向’因此有損 12046pif.doc/008 13 1247927 及面光源裝置之品質的傾向。又，若十點平均粗度Rz超 過ίο微米，會損及藉由微細凹凸面之適當光出射控制機 能，會有輝度之均勻度低下之傾向，且微細凹凸面之輝點 由於眩光（dazzling)等，會有使面光源裝置的品質低下之傾 向。 又，導光體4之光出射面43的微細凹凸面，其中心 線平均粗度Ra可以爲0力8〜1.5微米，而較佳爲0.09〜1.2 微米，又更佳爲0.1〜0.9微米。因爲中心線平均粗度Ra在 0.08微米以上時，有防止導光體4與光偏向元件6之黏著 的效果，可以提供高品質之面光源裝置。又，因爲中心線 平均粗度Ra在1.5微米以下時，可以維持微細凹凸面之 光出射控制機能，可以提供良好輝度與均勻度之面光源裝 置。 導光體4之光出射面43的微細凹凸面，包含多個向 外凸出之微小凸曲面區域，而本發明者，維持從光出射面 43之出射光的指向性，與維持高輝度與良好均勻度的光學 特性之條件下，所形成微小凸曲面區域，其大小與分佈狀 態可看出上述黏著的發生與密度的關係。即是，尺寸小的 微小凸曲面區域在密的分佈情形下，微細凹凸面爲近乎平 坦面的表面形狀，其容易發生黏著。又，尺寸小的微小凸 曲面區域在粗的分佈情形下，無法得到所要的平均傾斜 角，出射光的指向性容易低下。一方面，尺寸大的微小凸 曲面區域的情形下，輝點容易被看出來，使得光學性能低 下。因此，凸曲面區域有適當的大小，且控制使有適當的 分佈狀態，而在維持所要的平均傾斜角之際，稍微粗的微 12046pif.doc/008 14 1247927 小凸曲面區域的分佈，其鄰接微小凸曲面區域之間，可以 形成適當的凹部區域（平坦區域），而可以有防止黏著的效 果。 此凸曲面區域之尺寸及分佈狀態之較適當範圍，可 以由十點平均粗度Rz與中心線平均粗度Ra的組合而得 到。即是，中心線平均粗度Ra，以含有鄰接微小凸曲面 區域之間的凹部區域（平坦區域）之平均化粗度來表示，而 十點平均粗度Rz，不含鄰接微小凸曲面區域之間的凹部 區域（平坦區域），僅是以凸曲面區域之粗度來表示。利用 上述範圍之組合而可以有防止黏著的效果。 所形成的導光體4之剛出射面43，做爲光出射機能 結構之微小凹凸面的平均傾斜角0 a，由IS04278/1-1984， 使用觸針式表面粗度計測定粗面形狀，測定方向的座標爲 X，可從所得到之傾斜函數f(x)用以下式（1)與式（2)求得。 於此，L爲測定長，Aa爲平均傾斜角Θa之正切。 (1) Aa= (1/L) $ 〇L I (d/dx) f(x) | dx (2) Θ a= tan -丨（△ a) 更，做爲導光體4，其光出射率較好在0.5%〜5%之 範圍，而更佳爲1°/。〜3%之範圍。於此，光出射率小於0.5% 時，從導光體4出射光量少，會有輝度不足的傾向。光出 射率大於5%時，在光源2附近其光出射量大，在光出射 面43內的Y方向之光會有顯著衰減，在光出射面43的輝 度因此會有均勻度低下的傾向。如此由於導光體4的光出 12046pif.doc/008 15 1247927 射率在0.5%〜5%之範圍，從光出射面出射的尖峰光的角 度，對於光出射面的法線在50〜80度的範圍。含X方向光 在與光出射面43之垂直面上，出射光分佈的半値全寬爲 10〜40度，可以使指向性高的出射特性的光從導光體4出 射，在其出射方向使用光偏向元件6，使可以有效率偏向， 而提供有高輝度之面光源裝置。 從導光體4之光出射率，以下定義之。光出射面43 的光在入射端面41的出射光之光強度(IJ與在距該端面之 距離L的位置的出射光強度(I)之關係，以導光體4之厚度 t (Z方向），其滿足以下第（3)式的關係。 (3) 1= Ι〇 · a (l-α )L/t 接著，定義α爲光出射率，於光出射面43的Y方向 約單位長（相當導光體之厚度t之長），之從導光體4的光 的比例(％)。此光出射率α，以縱軸爲從光出射面43的出 射光的光強度的對數，橫軸爲(L/t)而繪出，從其梯度求出。 又，導光體之光出射機能結構，可在導光體4的光 出射面43內之出射率，設置爲不均一之分佈。例如，在 做爲光出射機能結構的微細凹凸面之粗表面的光出射面43 內的分佈，施加粗面化處理以使其不均一，而可形成出射 率不均一之分佈。 以上由主光源2、導光體4、光偏向元件6與光反射 元件8所成之面光源裝置的發光面（光偏向元件6之出光 面62)上，藉由配置液晶顯示元件而構成液晶顯示裝置。 12046pif.doc/008 16 1247927 液晶顯不裝置，從第1圖所示之上方，通過液晶顯示元件， 而使觀視者以觀視。爲了使足夠對準的狹分佈之光，從面 光源裝置而入射於液晶顯示元件，液晶顯示元件不要有明 顯反轉階調等，而得到良好色像均一性的影像顯示，且可 以得到在所要之方向集中光照射。對於此方向的照明之光 源發光量，可以有高的利用率。 又，光偏向元件6之出光面62上，可以鄰接配置光 擴散元件。藉由光擴散元件，可以抑止造成影像品質低下 之眩光或是輝度斑，而可以使影像顯示品質向上提升。光 擴散兀件’可以是混入光擴散材料之片狀物，光偏向元件 6之出光面62之一邊，也可以藉由結合方式等與光偏向元 件6成爲一體化，而載置於光偏向元件6上。在載置於光 偏向元件6上之情形下，爲了防止與光偏向元件6之黏著， 在與光擴散元件的光偏向元件6對向之面（光出射側之 面），較佳有凹凸結構。更，光擴散元件的光出射端的面， 爲了防止與其上所配置的液晶顯示元件之間的黏著，較佳 有凹凸結構。此凹凸結構，其平均傾斜角較佳在0.7度以 上，而更佳在1度以上，又更佳在1·5度以上。 第3圖繪示根據本發明之面光源裝置斜視圖。其圖 中與第1圖及第2圖有相同符號之元件代表相同功能之元 件。 於本實施例，對於主光源2，略點狀的光源係使用多 個LED所成。於第3圖，符號F，對應於使用與面光源裝 置組合之液晶顯示元件的有效顯示區域’代表該面光源裝 置的發光面之有效發光區域。於本實施例’反射器10，係 12046pif.doc/008 17 1247927 配置使覆蓋有效發光區域F以外之區域的光偏向元件6、 導光體4、及光反射於件8之疊積層的端面部以及LED 2。 如此’從疊積層的端面部出射之光以及從LED 2的外殼漏 出的光，在XY面內使有良好擴散，往導光體4反射，而 可以再使入射。往導光體的光出射面43的對應區域，可 以導入其所要之強度之光，可以使得提升輝度均勻度。 第4圖繪示根據本發明之面光源裝置側視圖。其圖 中與第1〜3圖有相同符號之元件代表相同功能之元件。 於本實施例，設置有光擴散性的反射片10，覆蓋於 有效發光區域F以外之導光體4及光反射於件8的疊積層 的端面部以及LED 2。如此，配置有光偏向件6。藉此， 可以得到與第3圖實施例類似的作用效果。但是，此實施 例，與第3圖實施例相比較下，雖然於XY面內之擴散機 能低下，然可得到高輝度。 以上之實施例，使用多個LED等的點狀光源。於此 多個點狀光源之情形下，以從其發出之光的最大強度光的 方向，相互平行配置爲較佳。 第5圖繪示根據本發明之面光源裝置分解斜視圖。 其圖中與第1〜4圖有相同符號之元件代表相同功能之元 件。 本實施例之面光源裝置，除了使用1個LED做爲點 狀光源2，與上述之實施例相同。即是，本實施例之面光 源裝置包括，對於做爲點狀光源2之LED;導光體4可使 從LED發出之光’從光入射端面入射而經導光使從光出 射面出射’其在XY面內爲矩型板狀;以及與導光體4鄰接 12046pif.doc/008 18 1247927 配置的光偏向元件6與光反射元件8等。導光體4有上下 二面以及與其外周緣連接的4個端緣。 主光源2鄰接於導光體4之一對相互平行的端緣之 其一（圖5的前面的端緣:入射端），且配置在γ方向約中央 處。主光源爲LED等的點狀光源，從低電力消耗而言， 數量較少爲較佳，對於導光體4之尺寸等，如上第3圖之 實施例使用複數個。於此情形，可以等間隔或接近方式配 導光體4之光入射端緣，相當於所配置的主光源2 的位置而形成光入射端面41。被形成於導光體4的光入射 端面41，如凹筒狀等之光入射端面也可以用切割而形成。 LED發光面與光入射端面，而以凹凸相互嵌合之形狀（包 含平面的形狀)爲較佳。 導光體4，其一主面（圖之上面）爲光出射面43。於此 光出射面43，被導光體4所導引之光對應該光出射面43 爲傾斜的方向（即是對應XY面的傾斜方向）使光出射，其 係由做爲指向性光出射機能結構之微細凹凸所構成。由該 微細凹凸面所成之指向性光出射機能結構，包含光出射面 43之法線方向（Z方向）以及與光入射端緣垂直的X方向之 二者，使於XZ面內的分佈有指向性的光出射。此出射光 分佈之尖峰方向與光出射面43構成一角度，例如10〜40 度，而出射光分佈之半値全寬例如10〜40度。 導光體4之另一主面44(圖之背面），係爲透鏡列形成 面。於該透鏡列形成面有透鏡列44a，其約略沿著從主光 源2發出而入射於導光體4之光之指向性方向（於光強度 12046pif.doc/008 19 1247927 分佈之最大強度的光之方向）而延展且相互平行而配列。 例如，入射於導光體4之光之指向性方向約略爲X方向之 情形，透鏡列44a之方向則爲X方向。 於光偏向元件6，入光面61的稜鏡列61a，在與從光 源2入射於導光體4之光之指向性方向約垂直之方向延 展，相互平行而形成。於本實施例，稜鏡列61a在Y方向 延展。 第6圖繪示根據本發明之面光源裝置分解斜視圖。 其圖中與第1〜5圖有相同符號之元件代表相同功能之元 件。 於本實施例，做爲點狀光源2之LED，形成於導光 體4之一切角部，與光入射端面41鄰接配置。從主光源2 發出最大強度之光，平行於導光體4之切角部之一角所構 成的對角線而行進。導光體背面44形成平坦面。 又，於本實施例，光偏向元件6的入光面的稜鏡列 61a，爲非直線狀，係以主光源2約略爲中心圍繞之圓弧 狀。 於本實施例，可以得到前述之實施例有類似作用的 效果。 以下，描述本發明實施例與比較例。 又，關於實施例與比較例，平均傾斜角0 a，其中心 線平均粗度Ra及十點平均粗度Rz之測定，以如下方式進 行。即是，使用觸針式表面粗度計（東京精器社製surfcom 570型），觸針爲半徑1微米，55度之圓錐鑽石針（010_ 2528)，驅動速度0.03mm/秒而進行測定。測定長度爲2mm。 12046pif.doc/008 20 1247927 於進行抽出曲線的平均線的傾斜補正後，得到中心線平均 粗度Ra之値與十點平均粗度Rz之値，更利用式（1)與式 (2)，求出微分曲線之曲線的中心線平均値，而得到平均傾 斜角0 a之値。 面光源裝置均齊度，係於面光源裝置的光出射面， 沿著從光入射端面側的端緣距4mm〜4.5mm處，寬爲 0.5mm之區域之長的方向，以1mm的間隔之位置進行輝 度測定，所測定之輝度値，求出最小値與最大値之比（最 小値/最大値）。

面光源裝置的輝度，使用做爲主光源的冷陰極管， 於反轉器(inverter: Harrison 社製 HIU-742A)上施加 DC12V 以高頻率下點亮，面光源裝置的表面以20mm之正方形， 以3x5分割，求出各正方形之法線方向的輝度値之15點 平均。 [實施例1] 不銹鋼板之表面進行鏡面加工，其使用玻璃珠（水V 夕一口 f 4 -二社製J220)，對不銹鋼板噴吹，噴嘴 的距離爲35cm，噴吹壓力爲O.lPa，進行全面噴吹處理， 以粗面化。由此，得到有粗面形狀的轉印面之第1模具。 一方面，對不銹鋼板進行鏡面加工，得到有平面形 狀轉印面之第2模具。 使用以上的第1模具與第2模具進行射出成型，長 邊的長爲290 mm而短邊的長爲216 mm之長方形，厚度 沿著短邊從2.0mm到〇.7mm的變化的形狀，其一面（光出 射面）由毛面所形成，而另一面（背面）由平面所成，由透明 12046pif.doc/008 21 1247927 壓克力樹脂所製成，以得到導光體。所得到之導光體之毛 面的表面形狀，如第7圖所示，平均傾斜角Θ a爲1 · 1度， 中心線平均粗度Ra爲0.12微米，十點平均粗度Rz爲0.90 微米。 對向導光體厚度爲2.0mm之長邊側端面，沿著該長 邊配置冷陰極管。該冷陰極管在導光體光入射端面側之以 外部份，配置光反射器而覆蓋之。又，導光體之背面側’ 配置做爲光反射元件之光擴散反射片（東社製E60)，於 光出射面側做爲光偏向元件，由多個頂角65度間隔50微 米之稜鏡列並列形成，厚度爲155微米之稜鏡片（三菱麗陽 M165)，其於稜鏡列形成面對向配置，而製作如第1圖所 示之面光源裝置（但是導光體之背面沒有形成稜鏡列）。即 是，由導光體之毛面所成之面做爲光出射面之用。 於上述面光源裝置之製作之組合之際，除了不進行 除電吹過步驟外，觀察同樣所得到之面光源裝置之發光 面，沒有觀察到由於導光體與稜鏡片之間的距離的偏差或 由於光學密著所引起的光學異常。 實施例2 於噴吹處理之際，其吹壓爲0.08Pa之外，與第一實 施例進行相同之步驟。所得到導光體之毛面的表面形狀， 如第8圖所示，平均傾斜角0 a爲1.1度，中心線平均粗 度Ra爲0.09微米，十點平均粗度RZ爲0.75微米。 於面光源裝置之製作之組合之際，進行除電吹過步 驟’觀察面光源裝置之發光面，沒有觀察到由於導光體與 稜鏡片之間的距離的偏差或由於光學密著所引起的光學異 12046pif.doc/008 22 1247927 常。此面光源裝置的平均輝度爲152cd/m2,均勻度爲0.79， 其皆良好。 又，面光源裝置的製作之組合之際，除了不進行除 電吹過步驟外，觀察同樣所得到之面光源裝置之發光面， 僅觀察到一些由於導光體與稜鏡片之間的距離的偏差或由 於光學密著所引起的光學異常。 [比較例1] 除了使用爲了噴吹處理之玻璃珠（水少夕-乂八口尹 ]-二社製J400)，除了噴吹壓力爲0.15Pa之外與第1實 施例進型相同步驟。所得到之導光體之毛面的表面形狀， 如第9圖所示，平均傾斜角0 a爲1.1度，中心線平均粗 度Ra爲0.07微米，十點平均粗度Rz爲0.61微米。 於面光源裝置之製作之組合之際，進行除電吹過步 驟，觀察面光源裝置之發光面，觀察到部分由於導光體與 稜鏡片之間的距離的偏差或由於光學密著所引起的光學異 常。此面光源裝置的平均輝度爲153cd/m2,均勻度爲0.77。 又，於面光源裝置之製作之組合之際，除了不進行 除電吹過步驟，觀察同樣所得到之面光源裝置之發光面， 全面觀察到由於導光體與稜鏡片之間的距離的偏差或由於 光學密著所引起的光學異常。 [產業利用性] 利用如上說明，於本發明，使用光出射面平均傾斜 角Θ a以及十點的平均粗度RZ分別在一特定範圍之內由微 細凹凸面所形成的導光體，不會損及做爲光出射控制機能 結構的微細凹凸面之光出射控制機能，片狀光偏向元件之 12046pif.doc/008 23 1247927 薄型化，且可防止導光體與光偏向元件之間的黏著的發 生。使用於做爲液晶顯示元件的背光之情形，有優良的輝 度與均勻度，不會有影像顯示性能的劣化，而提供高品質 的面光源裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示根據本發明之面光源裝置分解斜視圖。 第2圖繪示使用光偏向元件，其光偏向機制。 第3圖繪示根據本發明之面光源裝置斜視圖。 第4圖繪示根據本發明之面光源裝置側視圖。 第5圖繪示根據本發明之面光源裝置分解斜視圖。 第6圖繪示根據本發明之面光源裝置分解斜視圖。 第7圖繪示根據本發明實施例之導光體毛面之顯微 鏡攝影影像，其表面形狀圖。 第8圖繪示根據本發明實施例之導光體毛面之顯微 鏡攝影影像，其表面形狀圖。 第9圖繪示根據本發明實施例之導光體毛面之顯微 鏡攝影影像，其表面形狀圖。 【圖式標記說明】 2 主光源 4 導光體 6 光偏向元件 8 光反射元件 10 反射器 41 光入射端面 42 側端面 12046pif.doc/008 24 1247927 43 光出射面 44 背面 61 入光面 62 出光面 12046pif.doc/008 25

Claims (1)

1247927 爲第92122329號專利範圍無劃線修正本—._.____ 修正曰期：93年12月28日 fTTV修』 拾、申請專利範園： ι·一種面光源裝置用之導光體，包括： 一板狀導光體，以導引從一主光源發出之光，且有使 從該主光源發出之光入射之一光入射端面與使光出射之一 光出射， 其中該光出射面係由微細凹凸面所組成，該微細凹凸 面之平均傾斜角0 a爲0.3〜30度，而十點的平均粗度Rz 爲〇·7〜10微米，其中該微細凹凸面之中心線平均粗度Ra 爲0·08〜1.5微米。 2·如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用之導光 體，其中該微細凹凸面包含複數個向外凸出的微小凸曲面 區域。 3.如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用之導 4 光體，其中該導光體爲矩形板狀，對應於該矩形板狀導光 體之一端緣，以形成該光入射端面。 4·如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用之導 光體，其中該導光體爲矩形板狀，對應於該矩形板狀導光 體之一角部，以形成該光入射端面。 5. —種面光源裝置，包括： 如申請專利範圍第1〜4項之任一所述之面光源裝置 用之該導光體； 該主光源，鄰接配置於該導光體之該光入射端面；以 及 一片狀光偏向元件，鄰接配置於該導光體之該光出射 面， 12046pif.doc/008 26 1247927 其中該光偏向元件，有與該導光體之該光出射面對向 位置之一入光面以及與其反側之一出光面，該入光面係由 複數個稜鏡列並列而形成。 . 6·如申請專利範圍第5項所述之面光源裝置，該光偏 向元件之個別稜鏡列，對應於該導光體之該光入射端面之 ’ 端緣，與之實質上平行的方向，以直線狀延伸。 7. 如申請專利範圍第5項所述之面光源裝置，該光偏 向元件之個別稜鏡列，以該角部爲實質上之中心，以圓弧 狀延伸。 鲁 8. 如申請專利範圍第6項所述之面光源裝置，其中該 主光源係對應於該導光體之該光入射端面之端緣，實質上 平行之方向延伸之線狀光源。 9. 如申請專利範圍第7項所述之面光源裝置，其中該 主光源係對應於該導光體之該光入射端面之一角部而鄰接 配置之點狀光源。 12046pif.doc/008 27