JP2008139849A - 光学板 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の均一性及び光線の利用率が優れ、同時に薄型化を実現することができる光学板を提供する。
【解決手段】第一透明層と、第二透明層と、拡散層と、が一体に成型される光学板において、前記拡散層は、前記第一透明層と第二透明層の間に配置された透明樹脂と、前記透明樹脂の内に分布される拡散粒子と、を含み、前記第一透明層の外表面には複数のＶ状突起が形成され、前記第二透明層の外表面には複数の円台形凹部が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、バックライトに用いる光学板に関し、特に複合型光学板に関する。

液晶表示装置は、携帯用個人情報端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話、液晶テレビ等の表示装置に広く用いられている。ところが、液晶自体が非発光材料であるから、バックライトの光線を介して表示の機能を実現する。前記バックライトは、液晶パネルに十分な輝度を与え、且つ分布が均一である面光源を提供する。

図１は、従来の光学板を用いたバックライトを示す断面図である。前記バックライト１０は、反射板１１と、前記反射板１１の上に順に配置された複数の光源１２と、拡散板１３と、透明なプリズムシート１４とを、含む。

上述した部品において、前記拡散板１３の内部には、光線を拡散させる拡散粒子が分布されている。前記拡散粒子の材料として、一般的にはメタクリル酸メチル粒子を用いる。前記プリズムシート１４の表面には、バックライトの所定の視角範囲内の輝度を向上させるＶ状のマイクロ突起が設けられている。

前記バックライト１０を用いる時、前記複数の光源１２の光線がまず前記拡散板１３によって均一に拡散される。拡散される光線が前記プリズムシート１４を通過する時、プリズムシート１４のＶ状のマイクロ突起によって光線が一定に集光されるので、前記バックライト１０の所定の視角範囲内の輝度を向上させることができる。

しかし，従来の技術において、拡散板１３とプリズムシート１４は別々に製造していたので、両者が独立に存在する。前記拡散板１３とプリズムシート１４を用いる時、両者をいくら密着させても、接触面の間に光線を消耗する空気層がやはり存在する。即ち、光線が前記光学板１０を通過する時、前記拡散板１３とプリズムシート１４の間に存在する空気層によってエネルギーが消耗されるので、光線の利用率が低下される。

本発明の目的は、光線の利用率を向上させることができる光学板を提供することである。

第一透明層と、第二透明層と、拡散層と、が一体に成型された光学板において、前記拡散層は、前記第一透明層と第二透明層の間に配置された透明樹脂と、前記透明樹脂の内に分布される拡散粒子と、を含み、前記第一透明層の外表面には複数のＶ状突起が形成され、前記第二透明層の外表面には複数の円台形凹部が形成される。

上述したように、第一透明層と、第二透明層と、拡散層と、が一体に成型された光学板において、前記拡散層は、透明樹脂と、前記透明樹脂の内に分布される拡散粒子と、を含み、前記第一透明層の外表面には、複数のＶ状突起が形成され、前記第二透明層の外表面には、複数の円台形凹部が形成されている。光源の光線が光学板を通過する時、まず、前記光学板の何れか１つの透明層によって拡散された後、前記拡散層によってさらに均一に拡散される。最後、拡散された前記光線が他の透明層によって集光される。これで、光線が二回も拡散されるために、出射する光線の均一性を簡単に向上することができる。

又、前記光線が一体に成型された前記光学板を通過するので、光線が光学界面に形成される空気層に反射されることを防ぐことができる。即ち、一体に成型された前記第一透明層と、第二透明層と、拡散層との間に空気層が形成されることができないので、光線が空気層に反射されることを防ぐことができる。従って、光線のエネルギーが損失されることを防ぎ、光線の利用率を向上させることができる。また、光線が前記光学板の第一透明層と拡散層によって均一に拡散された後、前記第二透明層に射入するから、前記光学板は優れた光学的均一性を有する。

以下図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る光学板に対して詳細に説明する。

図２と図３を参照すると、本発明の光学板２０は、一体に成型された第一透明層２１と、第二透明層２３と、拡散層２２と、を含む。前記拡散層２２は、前記第一透明層２１と第二透明層２３の間に配置される透明樹脂２２１と、前記透明樹脂２２１の内に分布される拡散粒子２２２と、を含む。前記第一透明層２１の外表面には、複数のＶ状突起２１１が形成され、前記第二透明層２３の外表面には、複数の円台形凹部２３１が形成されている。前記第一透明層２１と、前記拡散層２２及び前記第二透明層２３が一体に成型される前記光学板２０は、射出成型方式で形成することができる。

前記第一透明層２１の厚さ、前記拡散層２２の厚さ、前記第二透明層２３の厚さは、各々０．３５ｍｍであるか、０．３５ｍｍより大きい。好ましくは、前記第一透明層２１の厚さと、前記拡散層２２の厚さ及び前記第二透明層２３の厚さの合計を１．０５〜６． ００ｍｍにする。

前記第一透明層２１と、前記第二透明層２３は、互いに同じか或いは異なる透明樹脂材料から製造することができる。前記第一透明層２１と第二透明層２３の透明樹脂材料として、アクリル酸樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体等を単独または混合して用いることができる。

図３と図４を参照すると、前記第一透明層２１のＶ状突起２１１は、前記第一透明層２１の１つの側辺から、対向する側辺へ延伸して形成される長状凸部である。前記Ｖ状突起２１１は、マトリクス方式に配列することができる。前記Ｖ状突起２１１の延長方向とＸ方向の夾角は０〜９０度である。本実施例において、延長方向とＸ方向の夾角を９０度にする。且つ、互いに隣接する２つのＶ状突起２１１の頂部の間の距離ｈは０．０２５〜１ｍｍであり、各々のＶ状突起２１１の頂角θは６０〜１２０度である。

図３と図５を参照すると、前記第二透明層２３の円台形凹部２３１は、マトリクス方式に均一に配列することができる。前記円台形凹部２３１の半径は、前記拡散層２２から遠い方向へ徐々に大きくなる。理解を容易にするために、互いに隣接する２つの円台形凹部２３１の中心間の距離をｄとし、前記円台形凹部２３１の母線と軸心線の夾角をαとし、前記円台形凹部２３１の最大半径をＲとする。これで、中心間の距離ｄの範囲は０．０２５〜１．５ｍｍであり、最大半径Ｒは式ｄ／４≦Ｒ≦ｄを満足させ、前記円台形凹部２３１の母線と軸心線の夾角αの範囲は３０〜７５度である。前記光学板２０において、バックライトに要求される視角範囲と輝度に従って、前記第一透明層２１と第二透明層２３を皆前記拡散層２２の光入射面の側に設置することができる。

前記光学板２０の拡散層２２は、入射される光線を均一に拡散させる。本実施形態において、前記拡散層２２と前記第一透明層２１の接続面と、前記拡散層２２と前記第二透明層２３の接続面は皆平面である。しかし、前記拡散層２２と前記２つの透明層との間の接続強度を高めるために、前記２つの接続面を曲面にすることもできる。

前記拡散層２２の透明樹脂２２１の材料として、アクリル酸樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体等を単独または混合して用いることができ、前記拡散粒子２２３の材料として、二酸化チタン、二酸化珪素とアクリル酸樹脂等の粒子を単独または混合して用いることができる。前記光学板２０の透光率は、前記透明樹脂２２１と拡散粒子２２３を組成する比率によって制御される。好ましくは、前記光学板２０の光透過率を３０％〜９８％にする。

前記第一透明層２１を前記光学板２０の光入射面の側に設置し、前記第二透明層２３を前記光学板２０の光出射面の側に設置する場合、光学板２０に入射する光線が、第一透明層２１のＶ状突起２１１によって拡散された後、前記拡散層２２によってさらに拡散される。最後、拡散された前記光線が前記第二透明層２３の円台形凹部２３１によって集光される。これで、光線が第一透明層２１、拡散層２２及び第二透明層２３が一体に成型される光学板２０を通過するので、光線が光学界面に形成される空気層によって反射されることを防ぐことができる。即ち、一体に成型される前記第一透明層２１と、前記拡散層２２と、前記第二透明層２３との間に空気層が形成されることができないので、光線が空気層によって反射されることを防ぐことができる。従って、光線のエネルギーが損失されることを防ぎ、光線の利用率を向上させることができる。且つ、光線が光学板２０を通過する間に、第一透明層２１と拡散層２２によって二回も拡散されるために、出射する光線の均一性を簡単に向上することができる。

また、前記光学板２０をバックライト（未図示）に組み立てる時、光学板２０を１つだけ組み立てれば組立が完成されるから、従来技術の拡散板及びプリズムシートを組み立てることに比較して、作業の時間を減らし、作業の効率を向上させることができる。その上、前記光学板２０は、従来技術の拡散板とプリズムシートの機能を具備するから、拡散板とプリズムシートが占める空間を節約することができる。即ち、拡散板及びプリズムシートを装着する必要がないから、前記光学板２０を用いる製品を軽く、薄く、小さくすることができる。

前記第二透明層２３を前記光学板２０の光入射面の側に設置し、前記第一透明層２１を前記光学板２０の光出射面の側に設置する場合も、光線を反射させる光学界面が形成されないから、光線のエネルギーの損失を小さくすることができる。且つ、光線が、前記光学板２０に二回も拡散されるために、出射する光線の均一性を簡単に向上することができる。しかし、この場合は、前記第一透明層２１を前記光学板２０の光入射面の側に設置する場合と増光効果が相異する。例えば、前記第一透明層２１を前記光学板２０の光入射面の側に設置する場合、前記光学板２０の光出射側にマトリクス方式に配列された前記第二透明層２３の円台形凹部２３１によって、光線が一定な範囲内で周囲へ拡散されるから、バックライトの視角範囲が比較的に広い。けれども、この時前記第二透明層２３の円台形凹部２３１の軸心の増光効果が相対的に弱くなる。

前記第二透明層２３の円台形凹部２３１は、他の方式にも配列することができる。例えば、前記円台形凹部２３１が、不規則に配列することができるが、前記光学板２０の輝度を均一にするために、互いに隣接する２つの円台形凹部２３１の軸心線の距離を大体同じにする方がよい。

光学板の全体均一性を向上させるために、図６に示した光学板３０の第二透明層３３の円台形凹部３３１と、図７に示した光学板４０の第二透明層４３の円台形凹部４３１とを、蜂巣状に配列することができる。前記光学板３０において、互いに隣接する円台形凹部３３１は離間して配列され、前記光学板４０において、互いに隣接する円台形凹部４３１は緊密に配列されている。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

従来の光学板を用いるバックライトの断面図である。 本発明の第一実施例に係る光学板の実施例を示す斜視図である。 図２に示す光学板のＩＩＩ―ＩＩＩ線による断面図である。 図２に示す光学板の仰視図である。 図２に示す光学板の俯瞰図である。 本発明の第二実施例に係る光学板の実施例を示す俯瞰図である。 本発明の第三実施例に係る光学板の実施例を示す俯瞰図である。

符号の説明

２０ 光学板
２１ 第一透明層
２１１ Ｖ状突起
２２ 拡散層
２２１ 透明樹脂
２２２ 拡散粒子
２３ 第二透明層
２３１ 円台形凹部
３０ 光学板
３３ 第二透明層
３３１ 円台形凹部
４０ 光学板
４３ 第二透明層
４３１ 円台形凹部

Claims (9)

1. 第一透明層と、第二透明層と、拡散層と、が一体に成型される光学板において、
   前記拡散層は、前記第一透明層と第二透明層の間に配置される透明樹脂と、前記透明樹脂の内に分布される拡散粒子と、を含み、
   前記第一透明層の外表面には、複数のＶ状突起が形成され、
   前記第二透明層の外表面には、複数の円台形凹部が形成されることを特徴とする光学板。
2. 前記第一透明層、前記拡散層、前記第二透明層の厚さが、各々０．３５ｍｍであるか、０．３５ｍｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学板。
3. 前記複数のＶ状突起の頂角が６０〜１２０度であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
4. 互いに隣接する２つの円台形凹部の軸心線の距離が０．０２５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
5. 前記円台形凹部の母線と軸心線の夾角が３０度〜７５度であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
6. 前記第一透明層と拡散層の接続面、前記第二透明層と拡散層の接続面の中で、少なくとも一方が曲面であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
7. 前記第一透明層と第二透明層の透明樹脂の材料として、アクリル酸樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体を単独または混合して用いることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
8. 前記拡散層の透明樹脂の材料として、アクリル酸樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体を単独または混合して用いることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
9. 前記拡散粒子の材料として、二酸化チタン、二酸化珪素とアクリル酸樹脂の粒子を単独または混合して用いることを特徴とする請求項１に記載の光学板。

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