JP2008146046A - 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、複数の球面凹部が形成され、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。前記拡散層、第一透明層、及び、第二透明層の厚さは、各々０．３５ｍｍであるか、０．３５ｍｍより大きい。
【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、液晶パネルに輝度が充分であり、且つ分布が均一である面光源を提供する。

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、一般的にメタクリル酸メチルが用いられる。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１４を通過する時、前記接触面の空気層の反射によって、光線が多いく損失され、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、複数の球面凹部が形成され、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。

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複数の球面凹部が形成され、前記第二透明層の外表面に複数の円錐台形凹部が形成されている。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。これで、光線が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。

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、拡散層及び第二透明層の間に空気層が形成されることができないから、空気層によって光線が損失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、前記第二透明層に入射するから、前記光学板は優れる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及び図３に示すように、本発明の光学板２０は、一体に成型される第一透明層２１、拡散層及２２及び第二透明層２３を含む。前記光学板２０を金型で製造する場合、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、最後に、前記拡散層２２の上に第二透明層２３を射出成型する。前記金型は、二色射出成型金型を用いることができる。これで、前記光学板２０を製造する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２１、２３の間に配置する方がよい。

前記第一透明層２１の表面には、複数の球面凹部２１１が形成され、前記第二透明層２３の表面には、複数の円錐台形凹部２３１が形成されている。前記拡散層２２は、前記第一透明層２１と前記第二透明層２３の間に配置される透明樹脂２２１と、前記透明樹脂２２１内に分布される拡散粒子２２２とを含む。

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１．０５〜６ｍｍにする。

第一透明層２１及び第二透明層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。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。

図３及び図４に示すように、前記複数の球面凹部２１１は、前記第一透明層２１の上表面にマトリクス方式に配列され、その形状は、半球体或いは半球体より小さい球面体にすることができる。これで、互いに隣接する２つの球面凹部２１１の中心間の距離をＰ_１とし、前記球面凹部２１１の球面半径をＲ_１とし、前記球面凹部２１１の深さをＨ_１とする。すると、前記距離Ｐ_１は、式０．０２５ｍｍ≦Ｐ_１≦１．５ｍｍを満足し、前記球面半径Ｒ_１は、式Ｐ_１／４≦Ｒ_１≦２Ｐ_１を満足し、前記深さＨ_１は、式０．０１ｍｍ≦Ｈ_１≦Ｒ_１を満足する。

本実施例で、前記球面凹部２１１の深さＨ_１を球面半径Ｒ_１と相等にし、前記互いに隣接する２つの球面凹部２１１の中心間の距離Ｐ_１を球面半径Ｒ_１の２倍にする。

図３及び図５に示すように、前記複数の円錐台形凹部２３１も、前記第二透明層２３の上表面にマトリクス方式に配列されている。これで、互いに隣接する２つの円錐台形凹部２３１の中心間の距離をＰ_２とし、前記円錐台形凹部２３１の最大半径をＲ_２とし、前記円錐台形凹部２３１の軸心線と母線の夾角をαとする。すると、前記距離Ｐ_２は、式０．０２５ｍｍ≦Ｐ_１≦１．５ｍｍを満足し、前記球面半径Ｒ_２は、式Ｐ_２／４≦Ｒ_２≦Ｐ_２を満足し、前記夾角αは、式３０度≦α≦７５度を満足する。

前記光学板２０において、バックライトが必要とする視角範囲と輝度によって、前記第一透明層２１光学板２０の光入射面の側に設置するか、前記第二透明層２３を光学板２０の光入射面の側に設置することができる。

前記拡散層２２は、入射され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の組成比によって決まる。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する場合、光源の光線が前記第一透明層２１の複数の球面凹部２１１によって拡散された後、前記拡散層２２によって更に拡散される。その後、前記光線が直接前記第二透明層２３に入射されて、前記第二透明層２３の円錐台形凹部２３１によって集光される。これで、前記第一透明層２１、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、空気層によって光線が損失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、前記光学板２０を光線が通過する光線が前記第一透明層２１と前記拡散層２２によって二度も拡散されるので、前記光学板２０から出る光線の均一性を確保することができる。

また、前記光学板２０をバックライトに組み立てる時、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。

また、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する場合も、光学界面に形成される空気層によって光線が損失されることを防ぐことができる。且つ、前記光学板２０を通過する光線が前記第二透明層２３と前記拡散層２２によって二回も拡散されるので、前記光学板２０から出る光線の均一性を確保することができる。

しかし、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するバックライトと、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バックライトの増光効果は相異する。例えば、前記第一透明層２１を光学板２０の光入射面の側に設置する場合、バックライトの視角範囲が比較に広くなる。

前記球面凹部２１１と円錐台形凹部２３１は、他の方式に配列されることができる。例えば、蜂巣状或いは不規則に配列することである。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つの球面凹部２１１（或いは円錐台形凹部２３１）の中心間の距離を大体に相同にする方がよい。

光学板の第一透明層と拡散層と間の接続強度、或いは第二透明層と拡散層と間の接続強度を向上させるために、拡散層と２つの透明層の接続面の中で、少なくとも一方を曲面にすることができる。

図８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、本実施例の光学板５０の第一透明層５１と拡散板５２の接続面が曲面に形成されることである。また、前記第一透明層５１と拡散層５２、第二透明層５３と拡散層５２の接続面をすべて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ことは、いうまでもない。

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。 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

２０ 光学板
２１ 第一透明層
２１１ 球面凹部
２２ 拡散層
２２１ 透明樹脂
２２２ 拡散粒子
２３ 第二透明層
２３１ 円錐台形凹部
５０ 光学板
５１ 第一透明層
５２ 拡散層
５３ 第二透明層

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、複数の球面凹部が形成され、
   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ことを特徴とする光学板。
2. 前記拡散層、第一透明層、及び、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. 互いに隣接する前記球面凹部の中心間の距離が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。
4. 互いに隣接する前記円錐台形凹部の中心間の距離が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. 前記球面凹部の球面半径が互いに隣接する２つの前記球面凹部の中心間の距離の１／４乃至２倍であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
6. 前記円錐台形凹部の最大半径が互いに隣接する２つの前記円錐台形凹部の中心間の距離の１／４乃至１倍であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
7. 各々の前記円錐台形凹部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。
8. 前記球面凹部が半球体或いは半球体より小さい球面体であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
9. 前記第一透明層、第二透明層及び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、及び、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、及び、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。
10. 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。

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