JP2008146033A - 光学板 - Google Patents

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、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、複数の円錐台形突起がそれぞれ形成されている。
【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。次に、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，従来の技術において、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１５の間に存在する空気層に反射されるので、エネルギーが消耗され、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。

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本発明の光学板において、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、前記第一透明層及び第二透明層の外表面には、複数の円錐台形突起がそれぞれ形成されている。

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、前記第一透明層と第二透明層の外表面には、複数の円錐台形突起がそれぞれ形成されている。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。これにより、光線が二回も拡散されるから、出射する光線の均一性を容易に向上させることができる。

又、前記光線が一体に成型された前記光学板を通過するから、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第一透明層、拡散層及び第二透明層の間に空気層が形成されないから、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２０は、一体に成型された第一透明層２１、拡散層及２２及び第二透明層２３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と第二透明層２３の外表面には、複数の円錐台形突起２１１、２３１がそれぞれ形成されている。

また、前記拡散層２２、第一透明層２１及び第二透明層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、前記拡散層２２、第一透明層２１及び第二透明層２３の厚さの合計を１．０５ｍｍ〜６ｍｍにする。

前記光学板２０は、一体成型方式に製造されたものである。即ち、まず、前記第一透明層２１を射出成型し、次に、前記第一透明層２１の上に前記拡散層２２を射出成型し、最後、前記拡散層２２の上に第二透明層２３を射出成型する。前記光学板２０の製造方法を一定に変動することができ、二色射出成型を選択して光学板２０を製造する方がよい。

前記第一透明層２１の円錐台形突起２１１と第二透明層２３の円錐台形突起２３１の半径は、前記拡散層２２から遠くなる方向に従って徐々に小さくなる。前記第一透明層２１において、互いに隣接する円錐台形突起２１１の中心間の距離をｄ_１とし、前記円錐台形突起２１１の軸心線と母線の夾角をαとし、前記円錐台形突起２１１の最大半径をＲ_１とすれば、前記最大半径Ｒ_１は、式ｄ_１／４≦Ｒ_１≦ｄ_１を満たし、前記夾角αは、式３０度≦α≦７５度を満たし、前記中心間距離ｄ_１は、式０．０２５ｍｍ≦ｄ_１≦１．５ｍｍを満たす。

前記第二透明層において、互いに隣接する円錐台形突起２３１の中心間の距離をｄ_２とし、前記円錐台形突起２３１の軸心線と母線の夾角をβとし、前記円錐台形突起２３１の最大半径をＲ_２とすれば、前記最大半径をＲ_２は、式ｄ_２／４≦Ｒ_２≦ｄ_２を満たし、前記夾角βは、式３０度≦β≦７５度を満たし、前記中心間距離ｄ_２は、式０．０２５ｍｍ≦ｄ_２≦１．５ｍｍを満たす。

図４に示すように、前記円錐台形突起２３１は、第二透明層２３の表面にマトリクス方式に配列されている。前記円錐台形突起２１１も前記第一透明層２１の表面にマトリクス方式に配列されている。

第一透明層２１及び第二透明層２３を、同様な透明樹脂材料から製造するか、異なる透明樹脂材料から製造することができる。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。

前記拡散層２２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、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２２２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。前記光学板２０の透光率は、前記透明樹脂２２１と拡散粒子２２２の組成比によって制御される。好ましくは、前記光学板２０の透光率を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の円錐台形突起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。その後、拡散された前記光線が前記第二透明層２３に入射して、前記円錐台形突起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を通過するから、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ないから、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、光線が光学板２０を通過する時に、第一透明層２１と拡散層２２によって二回も拡散されるから、出射する光線の均一性を易く向上させることができる。

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。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によって二回も拡散されるから、出射する光線の均一性を易く向上させることができる。

光学板全体の均一性を向上させるために、図５に示した光学板３０の第二透明層３３の円錐台形突起３３１と、図６に示した光学板４０の第二透明層４３の円錐台形突起４３１とを、蜂巣状に配列することができる。光学板３０において、互いに隣接する円錐台形突起３３１は、離隔して配列され、光学板４０において、互いに隣接する円錐台形突起４３１は、密接に配列される。また、第二透明層の円錐台形突起を不規則に配列することができる。しかし、光学板の輝度を均一にするために、互いに隣接する２つの円錐台形突起の中心間の距離を大体同じにする方がよい。

また、第一透明層の円錐台形突起も他の方式に配列することができる。例えば、複数の円錐台形突起を不規則に配列するか、蜂巣状に配列することである。

光学板の第一透明層と拡散層との間の接続力、或いは第二透明層と拡散層の接続力と光学性能を向上させるために、前記拡散層と前記２つの透明層の接続面を曲面に設計することができる。例えば、図７に示すように、本実施例の光学板５０は、一体に成型された第一透明層５１と、拡散層５２と、第二透明層５３と、を含む。前記拡散層５２と第一透明層５１の接続面に、前記第二透明層５３の円錐台形突起５３１の形状と対応する円錐台形凹部５２３が形成されている。又は、前記前記拡散層５２と第二透明層５３の接続面に、前記第一透明層５１の円錐台形突起５１１の形状と対応する円錐台形凹部が形成されている。

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に示す光学板の上面図である。 本発明の第二実施例に係る光学板の上面図である。 本発明の第三実施例に係る光学板の上面図である。 本発明の第四実施例に係る光学板の断面図である。

符号の説明

２０ 光学板
２１ 第一透明層
２１１ 円錐台形突起
２２ 拡散層
２２１ 透明樹脂
２２２ 拡散粒子
２３ 第二透明層
２３１ 円錐台形突起
３０ 光学板
３３ 第二透明層
３３１ 円錐台形突起
４０ 光学板
４３ 第二透明層
４３１ 円錐台形突起
５０ 光学板
５１ 第一透明層
５２ 拡散層
５２３ 円錐台形凹部
５３ 第二透明層
５３１ 円錐台形突起

Claims (10)

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、複数の円錐台形突起がそれぞれ形成されていることを特徴とする光学板。
2. 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。
3. 前記拡散層、前記第一透明層、前記第二透明層の厚さの合計が１．０５ｍｍ〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
4. 互いに隣接する前記円錐台形突起の中心間の距離が０．０２５ｍｍ〜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. 前記円錐台形突起の軸心線と母線の夾角が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。
7. 前記複数の円錐台形突起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。
8. 前記複数の円錐台形突起が蜂巣状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。
9. 前記第一透明層、前記第二透明層及び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ていることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
10. 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。

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