JP2007279746A - 光拡散板及びバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光線の拡散率及び透過率を高くし色むらや輝度むらを改善した均一的に明るい面発光が得られる光拡散板及び該光拡散板を用いたバックライトユニットを提供する。
【解決手段】厚みがあり、その厚さ方向の４周を平面で囲まれた基材シート（１）内に、それぞれの内周面（２１）が少なくとも一部が湾曲した中空の複数の長ホール（２）を、前記４周面の向かい合う２周面に貫通させるように延ばして設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光線を均一に拡散させるために有用な光拡散板及び該光拡散板を用いたバックライトユニットに関する。

従来、液晶表示装置に面光源ユニットとしてエッジライト型、直下型バックライト等が用いられている。バックライトユニットは、光源からの光を入射させて表面から発光させる導光板と、該導光板の表面側に配置され導光板側に向けて無数のプリズムを形成したプリズムシートとを備え、前記導光板とプリズムシートとの間に導光板からの光線の拡散を制御するための光拡散板を挿入し、暈けて（ぼやけて）輝度むらが少なく均一で明るい面発光が得られるように工夫してある。

この光拡散板においては、光拡散層を透過する光線が均一に拡散され、液晶表示装置の画面の輝度を高めるために、例えばポリエチレンテレフタレート等の高分子樹脂からなる基材シート内に無機や有機微粒子を混ぜたり、基材シートの表面や、裏面に粒子を添加したりして光拡散層が形成され、基材シートと粒子との屈折率を異ならせることにより、光拡散層に入射した光線の拡散効果を高めようとしている。
台湾実用新案登録公告第Ｍ２５２９３７明細書

しかしながら、上記無機や有機粒子を添加することにより、光線の拡散効果を高めることができるが、添加した粒子は光線の強度を減衰させて光線の透過率が減少するため、該拡散層を透過した光線の色相が偏って色むらや輝度むらが生じる問題がある。

本発明は、上記問題点を解消しようとするもので、光線の拡散率及び透過率を高くし、色むらや輝度むらを改善した均一的に明るい面発光が得られる光拡散板及び該光拡散板を用いたバックライトユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、厚みがあり、その厚さ方向の４周を平面で囲まれた基材シート内に、それぞれの内周面が少なくとも一部が湾曲した中空の複数の長ホールを、前記４周面の向かい合う２周面を貫通させるように延ばして設けていることを特徴とする光拡散板を提供しようとする。

この光拡散板では、前記長ホールは、前記基材シート内に互いに間隔をおいて平行に並べられることが好ましい。

この光拡散板では、前記長ホールは、前記内周面が直線によって途切れない円滑な円形断面や楕円形断面、または２直線によって裁断された２扇形断面に形成されることが好ましい。

前記複数の長ホールは、それぞれの前記内周面が扇形断面をなすとき、一方の長ホールの曲面が隣接する長ホールの曲面とは互い違いに対向配置をすると共に、前記基材シート内に互いに間隔をおいて一方の長ホールの斜面が隣接する長ホールの斜面に平行するように並べられるようにすることが好ましい。

この光拡散板では、前記基材シートの厚さが１．０ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。

この光拡散板では、前記長ホールはその腔内のシートの厚さ方向における高さが、０．１ｍｍ〜９．５ｍｍになるようにすることが好ましい。

この光拡散板ではまた、その屈折率が前記基材シートと異なる微粒子が、前記基材シート内に分散されることが好ましい。

前記微粒子が、１μｍ〜１００μｍの平均粒子径を有し、前記基材シート中に０．０５〜３０重量％含有されるようにすることが好ましい。

この光拡散板ではまた、前記基材シートは、前記周面を挟んだ表面と底面を有し、前記基材シートの表面及び／又は底面に、拡散層が形成されることが好まく、前記拡散層内にその屈折率が前記拡散層と異なる微粒子を分散させるようにすることもできる。

この光拡散板ではまた、前記基材シートは、さらに前記周面と接続した表面を有し、前記基材シートの表面に集光層が直接被覆接合され、前記集光層は、前記表面と結合された結合面と反対側の面が連続且つ同一平面でない凹凸状に形成されることが好ましい。

本発明の光拡散板によれば、基材シートに長ホールが貫設され、長ホールの湾曲内周面により凹レンズのような集光効果を生じさせ、基材シート内の散乱効果に合わせて拡散効果を向上させ、透過効率を高めることができる。そして、本発明の拡散板を用いれば、色むらや輝度むらが改善された均一な明るい面発光よりなるバックライトユニットが得られる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の一実施の形態の光拡散板の斜視図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って正面から見た断面図である。なお、図１では、光拡散板の内部構造の理解を容易にするために、長ホール２、２、・・・については、長ホール本体の輪郭のみを破線で示している。

この実施の形態の拡散板は、厚みがあり、その厚さ方向の４周を平面（周面）１３、１３、１４、１４で囲まれ、これらの周面１３、１３、１４、１４を挟んだ底面１１と表面１２とからなる基材シート１を有する。基材シート１内に、中空の複数の長ホール２、２、・・・を基材シート１の４周面の向かい合った２周面１３、１３を貫通させて設けている。

基材シート１は、全体重量や剛性、透明性を考慮すると、通常例えばポリメタクリ酸メチル（ＰＭＭＡ）、ボリカーボネート（ＰＣ）、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体（ＭＳ）、シクロオレフィン共重合体（ｍＣＯＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びポリ４−メチルプレン１（ＴＰＸ）から選ばれる少なくとも１つの透明高分子材質よりなり、厚さが例えば１．０ｍｍ〜１０ｍｍになるように形成される。

中空長ホール２、２、・・・においては、それぞれの内周面２１、２１、・・・が少なくとも一部が湾曲している。この拡散板では、長ホール２、２、・・・が図１に示すように基材シート１内に互いに間隔をおいて平行に並べられることが好ましい。この例では、長ホール２、２、・・・はそれぞれの内周面２１、２１、・・・が直線によって途切れない円滑な円形断面に形成され、２周面１３、１３に対して直角に、かつ他の２周面１４、１４に平行に設けられている。なお、光線の拡散性を考慮すると、長ホール２はその腔内のシート１厚さ方向における高さが０．１〜９．５ｍｍになるようにすることが好ましい。

この拡散板は、長ホール２、２、・・・が基材シート１内に並列されるように、モールド、鋳型などの成形装置により平板状に一体成形されるように製造することができる。

本発明の光拡散板は図示しない導光板の上に重なり、導光板直下の光源から光が導光板を介して入射されると、導光板２の内部を適度に反射、発光しながら進む光が基材シート１の底面１１全体から略均等に基材シート１内へ入り、光損失が少なくなると共に、長ホール２、２、２、・・・の周面により形成された凹レンズ効果によって光線の拡散効果を高めることができる。これにより安定した拡散光が放出される。

この例では、長ホール２、２、・・・のそれぞれが対向した２周面１３、１３に対して直角に、且つ他の２周面１４、１４に平行に設けられるが、図３のように、２周面１４、１４にある角度を挟んで並列される構成をしてもよい。長ホール２、２、・・・は、それぞれの内周面２１が円形断面に形成されているが、光線の拡散効果を上げるように、図示しないが楕円形断面に形成されてもよく、内周面の一部が湾曲した４辺形などに形成されてもよい。

また、図４に示すように長ホール２、２、・・・のそれぞれは２直線によって裁断された扇形断面に形成されてもよい。長ホール２、２、・・・は、それぞれの内周面２１が扇形断面をなすとき、一方の長ホール２の曲面２１が隣接する長ホール２の曲面２１とは互い違いに対向配置をすると共に、基材シート１内に互いに間隔をおいて一方の斜面２２が隣接する斜面２２に平行するように並べられている。

このように、本発明の光拡散板によれば、基材シート１中に、複数の長ホール２、２、・・・を並列させることにより、底面１１より入射した光線を光損失が少なくなるよう均一に放出することができる。したがって、光線の透過効率を高めることができる。本発明の拡散板を用いれば、色むらや輝度むらを改善した均一的に明るい面発光が得られるバックライトユニットが得られる

図５は、本発明の他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。本例の光拡散板は、基材シート１中に、長ホール２、２、・・・が並列されているほか、例えばポリカーボネートやアクリル樹脂などから構成された平均粒子径が１〜１００μｍの微粒子３、３、・・・が０．０５〜３０重量％含有されている。これらの微粒子３の屈折率は基材シート１と異なっている。微粒子３の平均粒子径及び含有量が上記範囲未満であると、光拡散板として必要な光拡散性を満たさない恐れがあり、逆に、微粒子の平均粒子径が上記範囲を越えると、光線のエネルギーが多く吸収され光線の強度が低下し、均一な拡散が困難になり光透過性も低下する。

光線を微粒子３、３、・・・が分散された基材シート１に入射すると、図５の矢印に示すように、屈折率が違った２媒質により形成された基材シート１中に入射した光線を長ホール２、２、・・・及び微粒子による相乗効果により一層広く拡散し、光線の透過効率を高めることができる。

図６は他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。この光拡散板は、基材シート１の表面１２上に拡散シート４が形成され、該拡散シート４中に多数の微粒子３、３、・・・が分散され、微粒子３、３、・・・のそれぞれは拡散シート４の屈折率と異なっている。拡散シート４形成時には、スピン塗布、ロール塗布などの方法により形成される。これにより、基材シート１により広く拡散された光線をさらに微粒子３、３、・・・を分散させた拡散シート４によりさらに拡散させることができる。

図７は、他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。この光拡散板では、基材シート１の底面１１上に拡散シート４が形成され、該拡散シート４中に多数の微粒子３、３、・・・が分散され、微粒子３、３、・・・のそれぞれが拡散シート４の屈折率と異なっている。拡散シート４形成時には、スピン塗布、ロール塗布などの方法により形成される。これにより、導光板からの光線をまず微粒子３、３、・・・を分散させた拡散シート４により広く拡散させて、基材シート１に入射させると、さらに広く拡散させることができる。

拡散シート４は、図６、図７に示されているように、基材シート１の表面１２または底面１１上に形成されることについて説明したが、拡散シート４を基材シート１の表面側または／及び底面側に一体に形成し、長ホール２、２、・・・を基材シート１の底面側及び／又は表面側に形成する構成としてもよい。拡散シート４が基材シート１の表面側及び／又は底面側に形成されるとき、微粒子３、３、・・・を基材シート１内の表面側及び／又は底面側に多数分散させることによってもよい。

図８は、他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。この光拡散板は、基材シート１の表面１２上に、立体模様を有した集光層５を直接被覆し、表面１２と結合させている。集光層５は、表面１２と結合された結合面５１を有し、結合面５１と反対側の面が連続且つ同一平面でない立体模様、例えば鋸歯状などのプリズム形状をした凹凸面５２に形成されている。

表面に立体模様を有した集光層５としては、凹凸面５２をプリズム形状、例えば断面形状が鋸歯状、畝（うね）形状、半円形状またはウェーブ形状など所望の模様を有するように、従来の押出し成形などの方法により形成される。

基材シート１内に入射した光は、長ホール２、２、・・・により均一に広く拡散され、集光層５の凹凸面５２によって適当に集められ、光線の強度を増すことができ、パネル正面の輝度むらをなくし、面発光性の向上を果たすことができる。

以上により、基材シート１中に長ホール２、２、・・・が貫設され、長ホール２の曲面状内周面により凹レンズのような集光効果を生じさせ、基材シート１内の散乱効果と合わせて拡散効果を向上させ、透過効率を高めることができる。

本発明の拡散板は、色むらや輝度むらがなく均一的に明るい面発光からなるバックライトユニットに有用である。

本発明の実施例に係る光拡散板の構成を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線正面から見た断面図である。 この光拡散板の長ホールの他の形態例を示す平視断面図である。 この光拡散板の長ホールの他の形態例を示す平視断面図である。 他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。 他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。 他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。 他の実施例の光拡散板の正面から見た断面図である。

符号の説明

１ 基材シート
１１ 底面
１２ 表面
１３ 周面
２ 長ホール
２１ 内周面
２２ 斜面
３ 微粒子
４ 拡散層
５ 集光層
５１ 結合面
５２ 凹凸面

Claims (13)

1. 厚みがあり、その厚さ方向の４周を平面で囲まれた基材シート内に、それぞれの内周面が、少なくとも一部が湾曲した中空の複数の長ホールを、前記４周面の向かい合う２周面を貫通させるように延ばして設けていることを特徴とする光拡散板。
2. 前記長ホールは、
   前記基材シート内に互いに間隔をおいて平行に並べられていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
3. 前記長ホールは、前記内周面が直線によって途切れない円滑な円形断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
4. 前記長ホールは、前記内周面が直線によって途切れない円滑な楕円形断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
5. 前記長ホールは、前記内周面が２直線によって裁断された扇形断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
6. 前記長ホールは、それぞれの内周面が扇形断面をなすとき、一方の長ホールの曲面が隣接する長ホールの曲面とは互い違いに対向配置をすると共に、前記基材シート内に互いに間隔をおいて一方の長ホールの斜面が隣接する長ホールの斜面に平行するように並べられることを特徴とする請求項５に記載の光拡散板。
7. 前記基材シートの厚さが１．０〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
8. 前記長ホールはその腔内のシートの厚さ方向における高さが、０．１〜９．５ｍｍになることを特徴とする請求項１又は７に記載の光拡散板。
9. その屈折率が前記基材シートと異なる微粒子が、前記基材シート内に分散されたことを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
10. 前記基材シートに、平均粒子径が１〜１００μｍの微粒子が、０．０５〜３０重量％含有されていることを特徴とする請求項９に記載の光拡散板。
11. 前記基材シートは、前記周面を挟んだ表面と底面を有し、
    前記基材シートの表面及び／又は底面に拡散層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
12. その屈折率が前記拡散層と異なる微粒子が、前記拡散層内に分散されたことを特徴とする請求項１１に記載の光拡散板。
13. 前記基材シートは、さらに前記周面と接続した表面を有し、
    前記基材シートの表面に集光層が直接被覆され、
    前記集光層は、前記表面と結合された結合面と、前記結合面と反対側の連続且つ同一平面でない凹凸面を有することを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。

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