JP2008146032A

JP2008146032A - 光学板

Info

Publication number: JP2008146032A
Application number: JP2007290119A
Authority: JP
Inventors: Tung-Ming Hsu; 東明許; Shao-Han Chang; 紹漢章
Original assignee: Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2008-06-26
Also published as: CN101196580A; US20080137203A1

Abstract

【課題】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。
【解決手段】第一透明層と、第二透明層と、拡散層と、を一体に成型した光学板において、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た拡散粒子と、を含み、前記第一透明層及び第二透明層の外表面には、複数の球面凹部がそれぞれ形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライトに用いる光学板に係り、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、液晶自体は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機能を実現する。前記バックライトは、液晶パネルに輝度が充分で且つ分布が均一な面光源を提供する。

図１は、従来の拡散板及びプリズムシートを用いる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、プリズムシート１５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、一般的にメタクリル酸メチルが用いられる。前記プリズムシート１５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。拡散された光線が前記プリズムシート１５を通過する時、プリズムシート１５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、従来技術のバックライト１０において、前記拡散板１３とプリズムシート１５は別々に製造されていたので、両者が独立に存在する。前記拡散板１３とプリズムシート１５を使用する場合、両者をいくら密着させても、接触面の間に空気層が存在するのを防ぐことができない。従って、前記光源１２の光線が、前記拡散板１３及びプリズムシート１５を通過する時、前記接触面の空気層の反射によって、光線が多く損失し、光線の利用率が低下する。

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。

前記目的を達成するために、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を提供する。前記拡散層は、前記第一透明層と前記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た拡散粒子と、を含み、前記第一透明層及び前記第二透明層の外表面には、複数の球面凹部がそれぞれ形成されている。

第一透明層、第二透明層及び拡散層が一体成型された本発明の光学板において、光源の光線が、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、前記拡散された光線が他の透明層によって集光される。

これにより、光線が一体に成型された前記光学板を通過するので、光学界面に形成される空気層によって前記光線が損失することを防ぐことができる。即ち、一体に成型された前記増光層と拡散層との間に空気層が形成されることがないので、空気層によって光線が損失す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することを防ぎ、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、前記第二透明層に入射するから、前記光学板は優れた光学的均一性を確保することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る光学板を詳細に説明する。

図２及び図３に示すように、本実施例の光学板３０は、一体に成型される第一透明層３１、拡散層及３２及び第二透明層３３を含む。前記光学板３０を金型で製造する場合、まず、前記第一透明層３１を射出成型し、次に、前記第一透明層３１の上に前記拡散層３２を射出成型し、最後、前記拡散層３２の上に第二透明層３３を射出成型する。前記光学板３０の製造順序を一定に変動することができるが、前記拡散層をできるだけ前記２つの透明層３１、３３の間に配置する方がよい。

前記第一透明層３１の外表面には、複数の球面凹部３１１が形成され、前記第二透明層３３の外表面には、複数の球面凹部３３１が形成されている。

前記拡散層３２、第一透明層３１及び第二透明層３３の厚さは、各々０．３５ｍｍであるか、０．３５ｍｍより大きい。好ましくは、前記拡散層３２、第一透明層３１及び第二透明層３３の厚さの合計を１〜６ｍｍにする。

第一透明層３１及び第二透明層３３は、透明樹脂材料から製造する。そ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、スチレン／アクリロニトリル共重合体等を単独または混合して用いることができる。

前記球面凹部３１１は、前記第一透明層３１の外表面にマトリクス方式に配列されている。優れた光学効果を達成するために、各々球面凹部３３１の球面半径Ｒ_１を０．０１〜３ｍｍにし、高さＨ_１を０．０１ｍｍより大きく、且つ前記球面半径Ｒ_１より小さくし、互いに隣接する２つの球面凹部３１１の中心の間の距離ｄ_１を前記球面半径Ｒ_１の１／２乃至４倍にする。前記球面凹部３１１の球面半径Ｒ_１、高さＨ_１及び中心間距離ｄ_１を変更することに従って、前記球面凹部３１１の形状及び配列方式が変化する。本実施例では、球面凹部３１１は、Ｈ_１＝Ｒ_１、ｄ_１＞２Ｒ_１の半球体であり、且つ互いに隣接する２つの球面凹部３１１の間に一定の間隔があけられている。Ｒ_１／２≦Ｈ_１＜２Ｒ_１の時、前記複数の球面凹部３１１は、緊密に配列される半球体より小さい球体になる。

前記拡散層３２は、前記第一透明層３１と前記第二透明層３２の間に配置される透明樹脂３２１と、前記透明樹脂３２１の内に存在する拡散粒子３２２と、を含む。前記透明樹脂３２１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、スチレン／アクリロニトリル共重合体等を単独または混合して用い、前記拡散粒子３２２の材料として、二酸化チタン、二酸化ケイ素、アクリル酸樹脂等の粒子を単独または混合して用いる。前記拡散層３２は、入射した光源の光線を均一に拡散させる作用を奏する。前記光学板３０の透光率は、前記透明樹脂３２１と拡散粒子３２２の組成比によって制御される。好ましくは、前記光学板３０の透光率を３０％〜９８％にする。

図３及び図４に示すように、前記球面凹部３３１は、前記第二透明層３３の上表面にマトリクス方式に配列されている。且つ、前記球面凹部３３１の球面半径Ｒ_２、高さＨ_２、互いに隣接する２つの球面凹部３３１の中心間の距離ｄ_２の範囲は、それぞれ前記球面凹部３１１の球面半径Ｒ_１、高さＨ_１、互いに隣接する２つの球面凹部３１１の中心間の距離ｄ_１と同じである。本実施例では、球面凹部３３１は、Ｈ_１＝Ｒ_１／２、ｄ_１＞２Ｒ_１である１／４球体であり、且つ、互いに隣接する２つの球面凹部３３１の間に一定の間隔があけられている。

前記第一透明層３１の複数の球面凹部３１１及び前記第二透明層３３の複数の球面凹部３３１は、外界から光学板３０へ入射する光線を均一に拡散させると同時に、前記光学板３０から外界へ出射する光線を特定な視角範囲で集光させることができる。前記光学板３０を用いるバックライト（未図示）において、第一透明層３１の複数の球面凹部３１１及び第二透明層３３の複数の球面凹部３３１を異なる形状及び配列方式に配列することに従って、前記光学板３０は異なる輝度及び視角範囲を持つ。

本発明の光学板の複数の球面凹部を他の配列方式に配列することができる。例えば、複数の球面凹部を不規則に配列するか、蜂巣状に配列することである。しかし、本発明の光学板の複数の球面凹部を不規則に配列する場合には、前記光学板の輝度を均一にするために、互いに隣接する２つの球面凹部の中心間の距離を大体同じにする方がよい。

また、第一透明層の複数の球面凹部及び第二透明層の複数の球面凹部を、互いに異なるサイズ及び形状に形成することができる。即ち、部分の球面凹部の球面半径が他の部分の球面凹部の半径より大きく、且つ各々の球面凹部の高さも互いに異なるようにすることである。

前記第二透明層３３を前記光学板３０の光入射面の側に設置する場合、光源の光線が前記第二透明層３３の複数の球面凹部３３１によって拡散された後、前記拡散層３２の拡散粒子３２２によって更に拡散される。その後、光線が直接前記第一透明層３１に入射して、前記第一透明層３１の球面凹部３１１によって集光される。これで、前記第一透明層３１、前記拡散層３２及び前記第二透明層３３が一体に成型された前記光学板３０を光線が通過するので、光学界面に形成される空気層によって前記光線が損失す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３１と、前記拡散層３２と、前記第二透明層３３との間に空気層が形成されないので、空気層によって光線が損失す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することを防ぎ、光線の利用率を向上させることができる。且つ、前記光学板３０を通過する光線が前記第二透明層３３と前記拡散層３２によって二回も拡散されるので、前記光学板３０から出る光線の均一性を確保することができる。

前記光学板３０をバックライトに組み立てる時、光学板３０を１つだけ組み立てれば組立が完成するから、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、作業時間を減らし、作業効率を向上させることができる。

また、前記光学板３０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３０を用いる製品を軽く、薄く、小さくすることができる。

前記第一透明層３１を前記光学板３０の光入射面の側に設置する場合も、光線が前記第一透明層３１と前記拡散層３２によって二回も拡散され、前記第二透明層３３によって特定な視角範囲内で集光される。

図５は、本発明の第二実施例に係る光学板５０の断面図である。本実施例の光学板５０と第一実施例の光学板２０が異なるところは、前記光学板５０の第一透明層５１と拡散層５２の接続面が曲面であることである。前記曲面は、前記第一透明層５１と拡散層５２の間の接続強度を向上させることができる。また、前記光学板５０の第二透明層５３と拡散板５２の接続面も、曲面に設計することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施の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、前記変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものである。

従来技術のバックライトを示す断面図である。本発明の第一実施例に係る光学板の斜視図である。図２に示す光学板のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。図２に示す光学板の底面図である。本発明の第二実施例に係る光学板の断面図である。

符号の説明

３０光学板
３１第一透明層
３１１球面凹部
３２拡散層
３２１透明樹脂
３２２拡散粒子
３３第二透明層
３３１球面凹部
５０光学板
５１第一透明層
５２拡散層
５３第二透明層

Claims

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、前記第一透明層と前記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た拡散粒子と、を含み、
前記第一透明層及び前記第二透明層の外表面には、複数の球面凹部がそれぞれ形成されていることを特徴とする光学板。
前記拡散層、前記第一透明層、前記第二透明層の厚さは、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。
前記第一透明層、前記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、スチレン／アクリロニトリル共重合体を単独または混合して用いていることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
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、スチレン／アクリロニトリル共重合体を単独または混合して用い、前記拡散粒子の材料として、二酸化チタン、二酸化ケイ素、アクリル酸樹脂の粒子を単独または混合して用いていることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
前記複数の球面凹部がマトリクス方式に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
前記複数の球面凹部が密接に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
前記第一透明層の球面凹部の深さが前記第二透明層の球面凹部の深さより大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学板。
各々の前記球面凹部の球面半径が０．０１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
前記第一透明層と前記拡散層の接続面、前記第二透明層と前記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。