JP2011048187A - Microstructural diffusion plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微構造拡散板に関し、特に複数の光学構造体を有する微構造拡散板に関する。 The present invention relates to a microstructure diffusing plate, and particularly to a microstructure diffusing plate having a plurality of optical structures.
現在、液晶ディスプレイのような新世代の表示装置は、既に盛んに研究開発されており、次第に市場で使用される段階に入ってきている。しかし、液晶自体は、発光しないため、バックライトモジュールの機能により、十分な輝度をもち均等に分布した光源を提供し、画像を正常に表示することを可能にしている。頻繁に用いられる点状や線状の光源を、簡便で効果的な光メカニズムを用いて、均一で高い輝度をもつ面光源に変換するというのが、バックライトモジュールの基本原理である。一般的に、直下式のバックライトモジュールの構造では、冷陰極管のような線状の光源を利用して、反射型マスクを通過させることで、拡散板の光の均等化作用とプリズムシートの集光作用とによって、光源の輝度と均等度を高めることができる。 At present, a new generation display device such as a liquid crystal display has already been actively researched and developed and is gradually entering the market. However, since the liquid crystal itself does not emit light, the function of the backlight module provides a light source with sufficient luminance and even distribution, thereby enabling normal display of images. The basic principle of the backlight module is to convert a frequently used spot or line light source into a surface light source having uniform and high brightness using a simple and effective light mechanism. In general, in the structure of a direct type backlight module, a linear light source such as a cold cathode tube is used to pass through a reflective mask, so that the light equalizing action of the diffusion plate and the prism sheet The brightness and uniformity of the light source can be increased by the light collecting action.
現在、拡散板の技術は、絶え間なく進化しており、その主な目的は、光線の均等化を達成できるようにすることにある。従来の単一プリズム(prism)構造から研究開発が行われており、例えば米国特許第6606133号では、出光面及び入光面全体に光学構造体を有する拡散板を開示している(図1に図示)。前記拡散板1Aは、本体部2Aを有し、前記本体部2Aの一方の面が入光面であり、それに対向するもう一方の面が出光面であり、前記出光面上には、プリズム(prism)構造3Aが形成され、入光面上には、複数の凸状構造4Aが形成されている。しかし、一般的な製造過程において、両面に光学構造体を形成する製造過程は難度が高く、完成品の合格率も低く、しかも、光学フィルムを組み立てる時に問題も生じてしまう。その他、米国特許第7255456号には、拡散板の出光面に形成された二種類の光学構造体が開示されているが、前記二種類の光学構造体は、それぞれプリズム(prism)とレンチキュラー(lenticular)とであり、この拡散板には以下の欠点がある。1.前記二種類の光学構造体は、それぞれ単一の光学的効果しか有していない。即ち、プリズムは、分光効果のみ有し、レンチキュラーは、光拡散効果のみ有する。このため、両者の組み合わせにより達成できる均等化の効果は低い。2、前記プリズムは、その構造上、先が尖った箇所が存在するため、その他の光学フィルムと組み立てる時、その他の光学フィルムに擦り傷が生じてしまい、製品の信頼性が下がってしまう。3、生産時、先が尖った構造を形成する場合、拡散板の生産合格率が低い、又は拡散板の成型が困難である、といった問題を引き起こす。
Currently, diffuser technology is constantly evolving, and its main purpose is to achieve beam equalization. For example, US Pat. No. 6,606,133 discloses a diffusion plate having an optical structure on the entire light exit surface and light entrance surface (see FIG. 1). (Illustrated). The diffusing plate 1A has a
言い換えると、従来の拡散板には、効果的に光線の均等度を高めることができない、その他、組み合わせのバリエーションが少なく、成型時の歩留まりが低いといった問題が普遍的に存在し、バックライトモジュールの使用を更に普及させることを困難にしている。本発明人は、上述の欠点に改善できる余地があると考え、設計が合理的で、しかも効果的に、上述の欠点を改善することができる本発明を提案する。 In other words, the conventional diffuser plate cannot effectively increase the uniformity of light rays, and there are other problems such as few combinations and low yield during molding. It makes it difficult to further spread the use. The present inventor considers that there is room for improvement of the above-mentioned drawbacks, and proposes the present invention that can rationally improve the above-mentioned disadvantages with a reasonable design.
本発明の主な目的は、微構造拡散板を提供することにある。前記微構造拡散板上には、二つ以上の異なる構造の光学構造体を設け、単体の光学構造体が、分光効果と光拡散効果という二種類の光学的効果を同時に具備することによって、より優れた均等性をもつ光線を提供できるようにすることにある。 The main object of the present invention is to provide a microstructure diffuser. By providing two or more different optical structures on the microstructure diffusing plate, a single optical structure has two types of optical effects simultaneously, namely a spectral effect and a light diffusing effect. It is to be able to provide light with excellent uniformity.
上述の目的を達成するために、本発明は、入光面及び出光面を含み、前記入光面が光源の光線を受ける微構造拡散板を提供する。前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット(光学構造体)及び第二微構造ユニット(光学構造体)を含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔(P1)、第二間隔(P2)及び高さ(H)を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式:1/2≦2H/(P1−P2)/2≦9/5;を満たし、前記第二微構造ユニットは、曲線関数形状で、且つ前記出光面上に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、
前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、前記光源の光線を受けて第一光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記頂面は、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットは、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a microstructure diffusion plate that includes a light incident surface and a light output surface, the light incident surface receiving a light beam of a light source. The microstructure diffusing plate includes a plurality of microstructures that cover the light exit surface, and the plurality of microstructures includes a first microstructure unit (optical structure) and a second microstructure unit (optical structure). The first microstructure unit includes a first side surface, a second side surface, a top surface, a first interval (P1), a second interval (P2), and a height (H), and the first side surface and the The second side surface corresponds to the first inclination and the second inclination, respectively, and the first side surface and the second side surface are respectively located on both sides of the top surface and spaced apart from the second surface. The first side surface and the second side surface are respectively located on both sides of the light exit surface and are spaced apart from each other, and from the top surface to the light entrance surface, the height is increased, where The first slope and the second slope are calculated by the following formula: 1/2 ≦ 2H / (P1-P2) / 2 ≦ 9/5; The second microstructure unit has a curved function shape and is located on the light exit surface; the second microstructure unit and the first microstructure unit are adjacent to each other; and the second microstructure unit is The structural unit and the second side surface of the first microstructure unit form a first low point, and the second microstructure unit and the first side surface of the other first microstructure unit are second Forming a low point, the first low point and the second low point are located on the light exit surface;
When the plurality of microstructures receive light from the light source, the first side surface and the second side of the first microstructure unit receive the light from the light source to form a first optical path, The top surface of the first microstructure unit receives a light beam from the light source to form a second optical path, and the second microstructure unit receives a light beam from the light source to form a third optical path.
本発明は、更に、入光面及び出光面を含み、前記入光面が光源の光線を受ける微構造拡散板を開示する。前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット(光学構造体)及び第二微構造ユニット(光学構造体)を含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔(P1)、第二間隔(P2)及び高さ(H)を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式:1/2≦2H/(P1−P2)/2≦9/5;を満たし、前記第二微構造ユニットは、第三側面、第四側面及び第二頂面を含み、前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ第三傾斜度と第四傾斜度とに対応し、且つ前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ前記第二頂面の両側に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットの第四側面ともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、ここで、前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、第一光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第四側面とは、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記第一頂面は、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第二頂面は、前記光源の光線を受けて第四光学経路を形成する。 The present invention further discloses a microstructure diffusing plate including a light incident surface and a light output surface, wherein the light incident surface receives light from a light source. The microstructure diffusing plate includes a plurality of microstructures that cover the light exit surface, and the plurality of microstructures includes a first microstructure unit (optical structure) and a second microstructure unit (optical structure). The first microstructure unit includes a first side surface, a second side surface, a top surface, a first interval (P1), a second interval (P2), and a height (H), and the first side surface and the The second side surface corresponds to the first inclination and the second inclination, respectively, and the first side surface and the second side surface are respectively located on both sides of the top surface and spaced apart from the second surface. The first side surface and the second side surface are respectively located on both sides of the light exit surface and are spaced apart from each other, and from the top surface to the light entrance surface, the height is increased, where The first slope and the second slope are calculated by the following formula: 1/2 ≦ 2H / (P1-P2) / 2 ≦ 9/5; The second microstructure unit includes a third side surface, a fourth side surface, and a second top surface, and the third side surface and the fourth side surface correspond to a third inclination degree and a fourth inclination degree, respectively. And the third side surface and the fourth side surface are respectively located on both sides of the second top surface, and the second microstructure unit and the first microstructure unit are adjacent to each other, and The third side surface of the second microstructure unit and the second side surface of the first microstructure unit form a first low point, and the fourth side surface of the second microstructure unit and the other first surface. The first side surface of the microstructure unit forms a second low point, and the first low point and the second low point are located on the light exit surface, wherein the plurality of microstructure portions are When receiving the light beam of the light source, the first side surface and the second side surface of the first microstructure unit have a first optical path. The third side surface and the fourth side surface of the second microstructure unit receive a light beam from the light source to form a second optical path, and the first top surface of the first microstructure unit is , Receiving a light beam from the light source to form a third optical path, and the second top surface of the second microstructure unit receives a light beam from the light source to form a fourth optical path.
本発明は、更に、上述の微構造拡散板を使用するバックライトモジュールを提供する。 The present invention further provides a backlight module using the above-described microstructure diffuser.
本発明は、以下の有益な効果を有する。本発明が提示する微構造拡散板の光学構造体は、光拡散効果と分光効果とを同時具備することができる。例えば、断面又は側面視において台形に似た構造の光学構造体の側面で分光を行い、その頂面で光拡散を行う。また、同時に二種類以上の異なる形態の光学構造体を組み合わせることにより、極めて優れた光を均等化する効果を達成することができる。 The present invention has the following beneficial effects. The optical structure of the microstructure diffusion plate presented by the present invention can have both a light diffusion effect and a spectral effect. For example, spectroscopy is performed on the side surface of the optical structure having a structure resembling a trapezoidal shape in cross section or side view, and light diffusion is performed on the top surface. Further, by combining two or more different types of optical structures at the same time, it is possible to achieve an extremely excellent light equalizing effect.
本発明の特徴及び技術内容を更に理解できるように、以下に、本発明に関する詳細説明と添付図面とを参照する。しかしながら、添付図面は、参考と説明用に供したに過ぎず、本発明に制限を課すものではない。 For a better understanding of the features and technical contents of the present invention, reference will now be made to the detailed description of the invention and the accompanying drawings. However, the attached drawings are only provided for reference and explanation and do not impose any limitations on the present invention.
本発明は、微構造拡散板1を提供する。前記微構造拡散板1上には、二つ以上の異なる構造の光学構造体を設け、これにより、良好な光線の均等度をもつ拡散効果を達成することができる。図2、図2A、図2B、及び図2Cは、本発明の実施例1である。前記微構造拡散板1は、入光面100及び出光面101を含み、前記入光面100は、光源の光線(図2の矢印)を受ける。本発明の特徴は、前記出光面101上に複数の微構造部120を形成することにより、交互に繰り返して配列された第一微構造ユニット(光学構造体)121及び第二微構造ユニット(光学構造体)122を含み、これら二つの光学構造体が異なる輪郭形態をもつ構造体であることにより、入射する光線に対して異なる光学的効果を生じさせることができ、また、前記入光面100が単純な平面であることにより、成型合格率を高めることができる、という点にある。本実施例において、前記第一微構造ユニット121は、断面又は側面視において台形に似た構造(以下、単に、「台形に似た構造」と記載する。)であり、前記第一微構造ユニット121は、第一側面1211A、第二側面1211B、及び頂面1212Aを有し、上述の構造は、第一間隔P1、第二間隔P2、及び高さHを規定することができる。前記第一側面1211Aと前記第二側面1211Bとは、それぞれ前記頂面1212Aの両側に位置し、前記第一側面1211Aと第二側面1211Bとは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、前記第二間隔P2は、前記第一側面1211Aと前記第二側面1211Bとの間の距離であり、前記第一間隔P1は、前記第一側面と前記第二側面との間のもう一つの距離であり、前記第一間隔P1は、両者の間の最大ピッチであり、前記第二間隔P2は、両者の間の最小ピッチである。その他、前記高さHは、前記頂面1212Aから前記入光面100までの距離である。更に、上述の構造に基づき、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、下記の公式:1/2≦2H/(P1−P2)/2≦9/5:を満たすことで、かかる微構造拡散板1を使用したバックライトモジュール3において、より優れた発光態様を得ることができる。
The present invention provides a
その他、前記第二微構造ユニット122は、断面又は側面視において、その外面の外縁が曲線関数で表されるような形状(以下、単に、「曲線関数形状」と記載する。)であり、且つ前記出光面101上に位置する。前記第二微構造ユニット122と第一微構造ユニット121とは、隣接しており、両者は、交互に繰り返して配列されている。前記第二微構造ユニット122と前記第一微構造ユニット121の前記第二側面1211Bとは、第一低点131を形成し、前記第二微構造ユニット122ともう一つの前記第一微構造ユニット121の第一側面1211Aとは、第二低点132を形成し、前記第一低点131と前記第二低点132とは、前記出光面101上に位置する。
In addition, the
前記複数の微構造部120が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニット121の前記第一側面1211Aと前記第二側面1211Bとは、前記光源30の光線を受けて第一光学経路を形成し、前記第一微構造ユニット121の前記頂面1212Aは、光源30の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニット122は、前記光源30の光線を受けて第三光学経路を形成する。
When the plurality of
具体的な実施例において、前記第二微構造ユニット122は、その外面の断面又は側面視における外縁が円錐曲線で表されるような形状(以下、単に、「円錐曲線形状」と記載する。)の構造である。前記第二微構造ユニット122は、その外面の断面又は側面視における外縁が、例えば、円、楕円又は放物線の方程式を満たしたすような円錐曲線形状のセグメントであり、前記円錐曲線の円錐係数は、−1より小さいか等しく(≦)、この円錐曲線の輪郭を有する光学構造体は、光線の光拡散効果を発揮することができる。
In a specific example, the
その他、前記第一微構造ユニット121の頂面1212Aの断面又は側面視における外縁(以下、単に、「頂面の外縁」と記載する。)は、曲線(図2Aに図示)、又は直線(図2Bに図示)であるため、上述した二種類の異なる構造をもつ二つの光学構造体は、前記出光面101から射出する光線に関して言うと、分光効果及び光拡散効果を同時に発揮させることができる。注意すべきは、図2Aにおいて、前記二つの光学構造体は、同じ最大ピッチPを有し(即ち、両者は、同じPitchを有する)、前記最大ピッチPは、およそ40μmから850μmの範囲である。言い換えると、前記第一低点131と前記第二低点132との間には、第一ピッチPを形成し,前記第二低点132ともう一つの第一低点131との間には、第二ピッチ(即ち、上述の第一間隔P1に相当する)を形成し、前記第一ピッチと第二ピッチとは、等しい(P=P1)。もう一方で、前記二つの光学構造体は、等しい高さの構造であるが最も好ましいが、両者の間において高さの差を設けることもでき、前記高さの差は、50%を越えないのが好ましい。例えば、仮に、第一微構造ユニット121の高さを1とすると、前記第二微構造ユニット122の高さを、およそ0.5から1.5の範囲にすることで、前記光学構造体を成型する製造プロセスの合格率を維持することができる。
In addition, the outer edge of the
図2Bに示すように、光線に関して言うと、前記頂面1212Aは、光拡散効果を有し(即ち、第二光学経路)、その左右の二つの第一及び第二側面1211A、1211Bは、分光効果を有する(即ち、第一光学経路)ため、前記第一微構造ユニット121は、二種類の光学的特性を有し、単純に、分光及び光拡散の一方のみが可能なだけではない。光線強度に関して言うと、前記第一及び第二側面1211A、1211Bの分光強度は、前記頂面1212Aの拡散光強度より大きい。例えば、入射光の強度を100とすると、分光強度は、51、拡散光強度は、49である。ただし、これに限定されないものとする。又、第二微構造ユニット122は、光拡散効果を発揮する(即ち、第三光学経路)。
As shown in FIG. 2B, in terms of light rays, the
図2Aに示すように、光線に関して言うと、前記曲面形態の頂面1212Aは、同様に、光拡散効果を有し(即ち、第二光学経路)、その左右の二つの第一及び第二側面1211A、1211Bは、分光効果を有する(即ち、第一光学経路)。同様に、光線強度に関して言うと、前記第一及び第二側面1211A、1211Bの分光強度は、前記頂面1212Aの拡散光強度より大きい。このため、上述の二種類の実施態様において、前記出光面101上には、二種類の異なる形態の光学構造体を形成し、その内、台形に似た構造を有する第一微構造ユニット121は、分光効果と光拡散効果との二種類の光学的効果を同時に具備することができ、更に、光拡散効果(即ち、第三光学経路)を有する第二微構造ユニット122を組み合わせることにより、微構造拡散板1は、入射光を効率的に均等化して、高い均等度をもつ光線を出力(出射)することができる。図2Cは、本発明の実施例1における第三の実施態様であり、本実施態様は、図2Aを変更したものである。この第三の実施態様の微構造拡散板1では、出光面101上に、さらに、繰り返して配列された第三微構造ユニット123が形成されている。ここで、前記第三微構造ユニット123は、図2Bにおける第一微構造ユニット121と同じであり、上述の三種類の異なる光学構造体の組み合わせを利用して、微構造拡散板1における光線の均等度を高めることができる。
As shown in FIG. 2A, in terms of light rays, the curved
続いて、図3から図3Bは、本発明の実施例2である。実施例1と異なるのは、本実施例では、異なるピッチ(Pitch)で、二種類以上の光学構造体を微構造拡散板1の出光面101に設けるという点である。以下に、本実施例の各種実施態様を詳細に説明する。まず、図3Aに示すように、本発明の具体的な実施例において、前記第一微構造ユニット121′と前記第二微構造ユニット122′とは、どちらも台形に似た構造であり、前記第一微構造ユニット121′は、第一側面1211A′、第二側面1211B′及び第一頂面1212A′を有し、上述の構造は、第一間隔P1、第二間隔P2と高さHを規定することができ、前記第一側面1211A′と前記第二側面1211B′とは、それぞれ前記頂面1212A′の両側に位置し、前記第一側面1211A′と前記第二側面1211B′とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、前記第二間隔P2は、前記第一側面1211A′と前記第二側面1211B′との間の距離であり、前記第一間隔P1は、前記第一側面1211A′と前記第二側面1211B′との間のもう一つの距離である。本実施例において、前記第一間隔P1は、両者の間の最大ピッチであり、前記第二間隔P2は、両者の間の最小ピッチである。その他、前記高さHは、前記頂面1212A′から前記入光面100の距離であり、更に、上述の構造に基づき、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式:1/2≦2H/(P1−P2)/2≦9/5:を満たすことで、かかる微構造拡散板1を使用したバックライトモジュール3において、より優れた発光態様を得ることができる。同様に、前記第二微構造ユニット122′は、第三側面1221A′、第四側面1221B′、及び第二頂面1222A′を有し、前記第三側面1221A′と前記第四側面1221B′とは、それぞれ第三傾斜度と第四傾斜度とに対応し、且つ、前記第三側面1221A′と前記第四側面1221B′とは、それぞれ前記第二頂面1222A′の両側に位置する。前記第二微構造ユニット122′と前記第一微構造ユニット121′とは、隣接し、且つ交互に繰り返して配列され、前記第二微構造ユニット122′の前記第三側面1221A′と前記第一微構造ユニット121′の前記第二側面1211B′とは、第一低点131′を形成し、前記第二微構造ユニット122′の前記第四側面1221B′ともう一つの前記第一微構造ユニット121′の第一側面1211A′とは、第二低点132′を形成し、前記第一低点131′と前記第二低点132′とは、前記出光面101上に位置する。前記複数の微構造部120′が前記光源30の光線を受ける時、前記第一微構造ユニット121′の前記第一側面1211A′と前記第二側面1211B′とは、第一光学経路を形成し、前記第二微構造ユニット122′の前記第三側面1221A′と前記第四側面1221B′とは、前記光源30の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第一微構造ユニット121′の前記第一頂面1212A′は、前記光源30の光線を受けて第三光学経路を形成し、前記第二微構造ユニット122′の前記第二頂面1222A′は、前記光源30の光線を受けて第四光学経路を形成する。
3 to 3B are a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that in this embodiment, two or more types of optical structures are provided on the
前記第一微構造ユニット121′と前記第二微構造ユニット122′との差異は、両者が異なる最大ピッチを有している点にある。本発明の具体的な実施例において、前記第二微構造ユニット122′は、前記第一微構造ユニット121′の前記第二側面1211B′と前記第一低点131′を形成し、もう一つの前記第一微構造ユニット121′の第一側面1211A′と前記第二低点132′を形成する。前記第一低点131′と前記第二低点132′との間には、第一ピッチPを形成し、前記第二低点132′ともう一つの第一低点131′との間には、第二ピッチP1を形成し、前記第一ピッチと前記第二ピッチとは、等しくない。言い換えると、前記第一低点131′と前記第二低点132′との間には、第一ピッチPを形成し、前記第二低点132′ともう一つの前記第一低点131′との間には、第二ピッチ(上述の第一間隔P1に相当する)を形成し、例えば、Pが350μmであり、P1が300μmであるといったように、前記第一ピッチPは、前記第二ピッチP1と同じではない(即ち、P≠P1)。しかし、上述の第一ピッチと第二ピッチとの範囲は、実施例1と同じであり、おおよそ40μmから850μmの範囲である。本実施例は、上述した二種類の異なる最大ピッチをもつ台形に似た構造を利用し、同様に、側面が分光効果、頂面が光拡散効果を発揮することができ、これにより、微構造拡散板1は、より優れた均等度を有する光線を出力(出射)することができる。なお、前記第一微構造ユニット121′は、円錐曲線形状とすることもでき、この場合、前記円錐曲線の円錐係数は、−1より小さいか等しい(≦)。
The difference between the
図3Bは、本実施例における第二の実施態様である。ここで、図3Aとの差異は、前記第一微構造ユニット121′の頂面1212A′の外縁が曲線であり、且つ、前記曲線の曲率半径は、前記第一微構造ユニット121′の第一間隔P1より小さいか等しく(≦)、前記第二微構造ユニット122′の頂面1222A′の外縁も、同様に曲線であり、前記曲線の曲率半径は、前記第二微構造ユニット122′の前記第三側面1221A′と前記第四側面1221B′との間の最大ピッチ(上述の第一ピッチPに相当する)より小さいか等しく(≦)、同様に、側面が分光効果、頂面が光拡散効果を発揮することにより、微構造拡散板1が高い均等度をもつ光線を出力することができる、という点にある。言い換えると、前記第二微構造ユニット122′の頂面1222A′の外縁は、曲線又は直線にすることができ、前記第一微構造ユニット121′の頂面1212A′の外縁も、また、曲線又は直線にすることができる。
FIG. 3B shows a second embodiment in the present embodiment. Here, the difference from FIG. 3A is that the outer edge of the
その他、本発明は、前記出光面101に第三の光学構造体を形成することができる。例えば、第三の光学構造体を第三の最大ピッチを有する光学構造体とすることができ、又は、前記光学構造体の頂面の外縁を曲線又は直線とすること等もでき、分光効果と光拡散効果とを同時に発揮できる上述の光学構造体を利用して、高い均等度をもつ光線を提供する。本実施例のその他の特徴は、実施例1と同様であり、ここでは再度記載しない。
In addition, according to the present invention, a third optical structure can be formed on the
もう一方で、上述の構造は、光学設計を考慮して変更することができる。図4に示すように、本発明の微構造拡散板1がCCLFのような蛍光灯等に使用される時、上述の実施例1における第一微構造ユニット121、第二微構造ユニット122又は第三微構造ユニット123は、前記出光面101上に、一次元方向に延在する構造(一次元構造)、即ち、直線状の構造として形成される(図4は、第一微構造ユニット121及び第二微構造ユニット122のみ描いている)。微構造拡散板1が発光ダイオード等に使用される時、上述の光学構造体は、前記出光面101に、交互に繰り返して配列された二次元方向に散在する構造(二次元構造)、即ち、行列状の構造を構築し、且つ二次元構造の下では、前記光学構造体は、凸部構造(図5は、実施例1の光学構造体を凸部を用いて形成した二次元構造である)又は、凹部構造(図5Aは、実施例2の光学構造体を凹部を用いて形成した二次元構造である)にすることができる。言い換えると、微構造拡散板1は、異なる使用状況で、上述の光学構造体をそれに応じて変更をすることができ、同時に、良好な均等効果をもつ光の出力(出射)を達成することができる。同様に、その他の実施態様における微構造拡散板1も、一次元構造又は二次元構造に変更することで、均等化した光線を生じさせるという目的を達することができる。
On the other hand, the above-described structure can be changed in consideration of optical design. As shown in FIG. 4, when the
図6は、本発明の微構造拡散板1の内部組成及び構造である。図6に示す微構造拡散板1は、メイン層10、前記メイン層10の下方に設置されたボトム層11、及び前記メイン層10の上方に設置された微構造層12を含み、レイヤー状のサンドイッチ構造をなしている。本実施例では、前記メイン層10は、ポリスチレン(Polystyrene,PS)又はポリカーボネート(Polycarbonate,PC)材質であり、且つ、前記メイン層10内には、更に光線を均等化することができる拡散粒子20が含まれるのが最も好ましい。前記ボトム層11及び前記微構造層12は、前記メイン層10の下方と上方にそれぞれ設置され、その材質は、ポリスチレン(Polystyrene,PS)又はメタクリル酸メチルスチレン(Methylmethacrylate styrene)にすることができる。また、前記ボトム層11及び前記微構造層12内には、紫外光吸収粒子21を更に含むことで、光源自体又は外界の光線内の紫外光を吸収することができ、これにより、微構造拡散板1に黄化(黄変)が生じるという問題を防ぐことができる。その他、前述の光学構造体は、前記微構造層12の表面(即ち、出光面101)に形成されるが、上述の材質又は微構造拡散板1を構成するレイヤーの数は、説明するために用いたにすぎず、これを以って本発明を限定するものではない。
FIG. 6 shows the internal composition and structure of the
その他、図7は、本発明が従来技術の微構造拡散板と本発明の微構造拡散板1とに対して行った光線均等度の光学シミュレーションの結果図である。この結果図において、各曲線は、断面(cross−sectional)横方向に沿った光線強度の分布を表している。曲線1は、二つのCCFL光源を使用し、且つ拡散板を使用していない場合の光線強度の分布を表している。ここから見て取れるように、前記二つのCCFLは、およそ40ミリメートル(mm)及び80ミリメートル(mm)の位置に設置しているため、光線強度が前記二つの位置に集中し、前記二つの位置から離れた光線強度は大幅に下がり、光線が均等化されていない。曲線2は、前記二つの光源上に先が尖ったプリズム(prism)を設置した拡散板を使用した場合の光線強度の分布を表している。しかし、曲線2には、光線強度の分布において明らかに波頂と波底が現れており、均等度が理想的とはいえない。曲線3は、前記二つの光源上に先が尖ったプリズム(prism)とレンチキュラー(lenticular)とを設置した複合構造式拡散板(即ち、従来技術で言及した米国特許第7255456号)を使用した場合の光線強度の分布を表しており、その光線強度は、CCFL光源からの距離に従って変化し、光線強度のバラツキが大きくなっている。曲線4及び曲線5は、本発明の実施例1及び実施例2の微構造拡散板1を使用した場合の光線強度の分布を表している。光線強度のバラツキが小さいことから分かるように、本発明が提示する微構造拡散板1は、光線の均等度を大幅に高めることができる。即ち、光線強度は、CCFL光源の位置の影響を受けず、極めて高い均等度を保っている。従って、本発明の微構造拡散板1は、従来の拡散板と比較して、更に高い均等度をもつ光線を出力(出射)することができるといえる。
In addition, FIG. 7 is a result of optical simulation of the light uniformity performed by the present invention on the microstructure diffuser plate of the prior art and the
更に、上述の光強度の実験に基づくと、本発明は、均等度が極めて高い光線を提供することができるため、実際上の使用においては、本発明が提示する微構造拡散板1は、別の拡散板と組み合わせることにより、最終的な製品に使用することができる。比較してみると、従来の拡散板は、三つの拡散板を組み合わせないと製品に使用することができないため、本発明は、均等化の効果、あるいは生産コストの観点のいずれから見ても、従来の拡散板に比べ優れたパフォーマンスを有している。
Further, based on the above-described light intensity experiment, the present invention can provide a light beam with a very high degree of uniformity. Therefore, in practical use, the
図8及び図8Aは、本発明が提示する微構造拡散板1のバックライトモジュール3である。図8は、実施例1の微構造拡散板1を使用したバックライトモジュール3であり、図8Aは、実施例2の微構造拡散板1を使用したバックライトモジュール3である。バックライトモジュール3は、少なくとも一つの光源30、及び上述の微構造拡散板1を含み、前記微構造拡散板1は、前記光源30上方に設置され、且つ前記光源30を反射構造31が形成するスペース内に更に設置することにより、より高い輝度をもつ光線を生じさせることができる。前記光源30は、冷陰極蛍光灯(CCFL)、発光ダイオード(LED)、平面蛍光ランプ(FFL)、一外部電極蛍光灯(EEFL)や熱陰極蛍光灯(HCFL)、又はその他の種類の光源にすることもできる。前記微構造拡散板1の特徴は、前述の実施例と同じであり、ここでは再度記載しない。
8 and 8A show the
上述したように、本発明は、以下の利点を有する。優れた光の均等化の作用を有しており、上述の光学構造体は、光拡散効果及び分光効果を同時に具備することができる。このため、例えば台形に似た光学構造体の側面で分光を行い、その頂面で光拡散を行うことができる。また、二種類以上の異なる形態の光学構造体を同時に組み合わせることで、干渉縞の問題を減少させることもできる。これにより、本発明の微構造拡散板は、極めて優れた光の均等化の効果を得ることができる。もう一方で、本発明が提示する微構造拡散板構造は、均等度が極めて高い光線を出力(出射)することができる。このため、その他の光学フィルムと組み合わせて使用する時、その他のフィルムの数量を減らすことができる。例えば、従来の拡散板は、三枚の拡散板の使用が必要であったが、本発明の微構造拡散板は、二枚の拡散板しか必要としない。言い換えると、本発明の微構造拡散板は、最終的な製品(例えばディスプレイ)の製造コストを効果的に下げることができ、ひいては本発明の微構造拡散板の使用価値を高めることができる。その他、従来の拡散板上には、プリズム(prism)が設置されていて、そのプリズムは先が尖った構造体を有しており、この形態の構造は、拡散板上方に設置される光学フィルムが摩擦により擦り傷がついたり破損したりするといった問題を引き起こしてしまう。それとは反対に、本発明の構造体の頂面は、平面又は曲面であるため、プリズム構造が引き起こす問題を解決することができる。 As described above, the present invention has the following advantages. It has an excellent light equalizing action, and the optical structure described above can simultaneously have a light diffusion effect and a spectral effect. For this reason, for example, spectroscopy can be performed on the side surface of the optical structure similar to a trapezoid, and light diffusion can be performed on the top surface. Moreover, the problem of interference fringes can be reduced by simultaneously combining two or more different types of optical structures. Thereby, the microstructure diffuser plate of the present invention can obtain an extremely excellent light equalization effect. On the other hand, the microstructure diffusing plate structure presented by the present invention can output (emit) a light beam with extremely high uniformity. For this reason, when used in combination with other optical films, the number of other films can be reduced. For example, the conventional diffusion plate required the use of three diffusion plates, but the microstructure diffusion plate of the present invention requires only two diffusion plates. In other words, the microstructure diffuser plate of the present invention can effectively reduce the manufacturing cost of the final product (for example, a display), and thus can increase the use value of the microstructure diffuser plate of the present invention. In addition, a prism is installed on a conventional diffusion plate, and the prism has a pointed structure. This structure is an optical film installed above the diffusion plate. Cause problems such as scratches or damage due to friction. On the contrary, since the top surface of the structure of the present invention is a flat surface or a curved surface, the problem caused by the prism structure can be solved.
以上は、本発明の実施例についての記述であり、本発明の請求項を限定するものではない。本発明の明細書及び添付図面を応用した同様の効果をもつ変更については、すべて本発明の請求項に含まれるものとする。 The above is the description of the embodiments of the present invention and does not limit the claims of the present invention. All modifications having the same effect by applying the specification of the present invention and the accompanying drawings are intended to be included in the claims of the present invention.
1A 拡散板
2A 本体部
3A プリズム構造
4A 凸体構造
1 微構造拡散板
10 メイン層
100 入光面
101 出光面
11 ボトム層
12 微構造層
120、120′ 微構造部
121、121′ 第一微構造ユニット
1211A、1211A′ 第一側面
1211B、1211B′ 第二側面
1212A、1212A′ 頂面
122、122′ 第二微構造ユニット
1221A′ 第三側面
1221B′ 第四側面
1222A′ 第二頂面
123 第三微構造ユニット
131、131′ 第一低点
132、132′ 第二低点
20 拡散粒子
21 紫外光吸収粒子
3 バックライトモジュール
30 光源
31 反射構造
P1 第一間隔
P2 第二間隔
P 第二ピッチ
Claims (10)
前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、
前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット及び第二微構造ユニットを含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔(P1)、第二間隔(P2)及び高さ(H)を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、
ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は以下の公式:1/2≦2H/(P1−P2)/2≦9/5;を満たし、
前記第二微構造ユニットは、曲線関数形状で、且つ前記出光面上に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、
前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、前記光源の光線を受けて第一光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記頂面は、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットは、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成することを特徴とする、微構造拡散板。 A microstructure diffusing plate including a light incident surface and a light exit surface, wherein the light incident surface receives a light beam of a light source,
The microstructure diffuser plate includes a plurality of microstructure portions covering the light exit surface,
The plurality of microstructures include a first microstructure unit and a second microstructure unit, wherein the first microstructure unit includes a first side surface, a second side surface, a top surface, a first interval (P1), a second Including the interval (P2) and the height (H), the first side surface and the second side surface correspond to a first inclination and a second inclination, respectively, and the first side and the second side Are located on both sides of the top surface and spaced apart from each other, and the first side surface and the second side surface are located on both sides of the light exit surface and spaced apart from each other, and From the top surface to the light incident surface, leave the height,
Here, the first inclination and the second inclination satisfy the following formula: 1/2 ≦ 2H / (P1-P2) / 2 ≦ 9/5;
The second microstructure unit has a curved function shape and is positioned on the light exit surface, the second microstructure unit and the first microstructure unit are adjacent to each other, and the second microstructure unit And the second side surface of the first microstructure unit forms a first low point, and the second microstructure unit and another first side surface of the first microstructure unit are second low points. And the first low point and the second low point are located on the light exit surface,
When the plurality of microstructures receive light from the light source, the first side surface and the second side of the first microstructure unit receive the light from the light source to form a first optical path, The top surface of the first microstructure unit receives a light beam from the light source to form a second optical path, and the second microstructure unit receives a light beam from the light source to form a third optical path. A micro-structure diffusion plate that is characterized.
前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、
前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット及び第二微構造ユニットを含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔(P1)、第二間隔(P2)及び高さ(H)を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、
ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式:1/2≦2H/(P1−P2)/2≦9/5;を満たし、
前記第二微構造ユニットは、第三側面、第四側面及び第二頂面を含み、前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ第三傾斜度と第四傾斜度とに対応し、且つ前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ前記第二頂面の両側に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットの第四側面ともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、
ここで、前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、第一光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第四側面とは、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記第一頂面は、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第二頂面は、前記光源の光線を受けて第四光学経路を形成することを特徴とする、微構造拡散板。 A microstructure diffusing plate including a light incident surface and a light exit surface, wherein the light incident surface receives a light beam of a light source,
The microstructure diffuser plate includes a plurality of microstructure portions covering the light exit surface,
The plurality of microstructures include a first microstructure unit and a second microstructure unit, wherein the first microstructure unit includes a first side surface, a second side surface, a top surface, a first interval (P1), a second Including the interval (P2) and the height (H), the first side surface and the second side surface correspond to a first inclination and a second inclination, respectively, and the first side and the second side Are located on both sides of the top surface and spaced apart from each other, and the first side surface and the second side surface are located on both sides of the light exit surface and spaced apart from each other, and From the top surface to the light incident surface, leave the height,
Here, the first inclination and the second inclination satisfy the following formula: 1/2 ≦ 2H / (P1−P2) / 2 ≦ 9/5;
The second microstructure unit includes a third side surface, a fourth side surface, and a second top surface, and the third side surface and the fourth side surface correspond to a third inclination degree and a fourth inclination degree, respectively. The third side surface and the fourth side surface are respectively located on both sides of the second top surface, the second microstructure unit and the first microstructure unit are adjacent to each other, and the second side surface The third side surface of the microstructure unit and the second side surface of the first microstructure unit form a first low point, and the fourth side surface of the second microstructure unit and another first microstructure. The first side surface of the unit forms a second low point, and the first low point and the second low point are located on the light exit surface,
Here, when the plurality of microstructures receive light from the light source, the first side surface and the second side surface of the first microstructure unit form a first optical path, and the second microstructure The third side surface and the fourth side surface of the unit receive a light beam of the light source to form a second optical path, and the first top surface of the first microstructure unit receives a light beam of the light source. The microstructure diffusion plate, wherein a third optical path is formed, and the second top surface of the second microstructure unit receives a light beam from the light source to form a fourth optical path.
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