JP2008146037A - 光学板 - Google Patents

Abstract

【課題】光線の利用率を向上させ、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円錐台形突起が形成され、前記第二透明層の外表面には複数の円錐台形凹部が形成される。
【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。拡散される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、光線のエネルギーが消耗され、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円錐台形突起が形成され、前記第二透明層の外表面には複数の円錐台形凹部が形成される。

従来の技術に比べて、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、複数の円錐台形突起が形成され、前記第二透明層の外表面には、複数の円錐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。最後に、拡散された前記光線が他の透明層によって集光される。このように、光線が何れか１つの透明層と拡散層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に対して詳細に説明する。

図２を参照すると、本発明の第一実施例に係る光学板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。金型を用いて射出成型法で前記光学板２０を製造する場合、まず、前記第一透明層２１を成型し、次に、前記第一透明層２１の表面に前記拡散層２２を成型し、最後、前記拡散層２２の表面に前記第二透明層２３を成型する。前記第一透明層２１、前記拡散層２２及び前記第二透明層２３の成型の順序は適当に変えることができるが、好ましくは、前記金型として二色射出成型金型を用いる方がよい。

また、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。

図３と図４を参照すると、前記第一透明層２１の外表面には、複数の円錐台形突起２１１が形成され、前記第二透明層２３の外表面には、複数の円錐台形凹部２３１が形成されている。前記複数の円錐台形突起２１１と前記複数の円錐台形凹部２３１は、皆マトリクス方式に配列されている。前記円錐台形突起２１１で、前記第一透明層２１と接続する底面の面積が他の底面の面積より大きく、且つ母線と軸心線の夾角αが３０度〜７５度である。互いに隣接する２つの円錐台形突起２１１の中心間距離ｄは、０．０２５〜１．５ｍｍであり、円錐台形突起２１１の最大半径Ｒは、式ｄ／４≦Ｒ≦ｄを満足させる。

前記第二透明層２３の円錐台形凹部２３１は、円錐台形であり、且つ、円錐台形凹部２３１の半径が前記拡散層２２から遠い方向へ徐々に大きくなる。円錐台形凹部２３１の母線と軸心線の夾角は、３０度〜７５度である。また、互いに隣接する２つの円錐台形凹部２３１の中心間距離は、０．０２５〜１．５ｍｍであり、円錐台形凹部２３１の最大半径は、前記中心間距離の１／４乃至１倍である。

前記第一透明層２１と前記第二透明層２３は、同じ透明樹脂材料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。

前記拡散層２２は、前記第一透明層２１と前記第二透明層２３と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２２３と、を含む。前記拡散層２２は、入射される光線を均一に拡散させる作用を奏する。前記透明樹脂２２１と拡散粒子２２３の組成比率を変えると、前記光学板２０の光透過率が変化する。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。前記拡散粒子２２３は、従来の拡散板の拡散粒子のように、入射される光線を均一に拡散させる。本実施例で、前記第一透明層と拡散層の接続面と、前記第二透明層と拡散層の接続面は、皆平面である。

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。最後に、拡散された前記光線が前記第二透明層２３に入射されて、前記円錐台形凹部２３１によって集光される。このように、光線が第一透明層２１、拡散層２２及び第二透明層２３が一体に成型された光学板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、光学板２０に入射する光線が、第二透明層２３の円錐台形凹部２３１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。最後に、拡散された前記光線が前記第一透明層２１の円錐台形突起２１１によって集光される。

図５は本発明の第二実施例に係る光学板３０の俯瞰図である。前記光学板３０は、前記光学板２０と大体同じであるが、光学板３０の第二透明層３３の複数の円錐台形凹部３３１が離間して蜂巣状に配列されているという相違がある。

前記第二透明層の円錐台形凹部は、他の方式にも配列することができる。例えば、前記円錐台形凹部を不規則に配列することである。しかし、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つの円錐台形凹部の軸心線の距離を大体同じにする方がよい。且つ、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、不規則に配列するか、離間して蜂巣状に配列する。

図６は本発明の第三実施例に係る光学板６０を示す断面図である。前記光学板６０は前記光学板２０と大体に似ているが、第一透明層６１と拡散層６２の接続面が、第二透明層６３の円錐台形凹部と同じ構造を有する複合曲面であるという相違がある。前記光学板６０の第二透明層６３と拡散層６２の接続面も複合曲面に形成することができる。前記複合曲面は他の構造、例えば、第一透明層６１の円錐台形突起と同じ構造を具備する曲面に形成することができる。

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。 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
２２３ 拡散粒子
２３ 第二透明層
２３１ 円錐台形凹部
３０ 光学板
３３ 第二透明層
３３１ 円錐台形凹部
６０ 光学板
６１ 第一透明層
６２ 拡散層
６３ 第二透明層
６３１ 円錐台形凹部

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、複数の円錐台形突起が形成され、
   前記第二透明層の外表面には、複数の円錐台形凹部が形成されることを特徴とする光学板。
2. 前記複数の円錐台形突起は、マトリクス方式に配列されることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
3. 前記円錐台形突起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。
4. 互いに隣接する２つの円錐台形突起の中心間距離が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. 前記複数の円錐台形凹部は、マトリクス方式に配列されることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
6. 前記円錐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。
7. 互いに隣接する２つの円錐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。
8. 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、少なくとも一方が複合曲面であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
9. 前記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。
10. 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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