JP2014038101A - 導光板の透過率スペクトルのテスト装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の透過率スペクトルのテスト装置及びテスト方法を提供する。
【解決手段】テスト対象導光板１１にスペクトルが連続する線状光源を提供する混光チャンバユニット３と、混光チャンバユニット３の一側にあり、前記混光チャンバユニット３からの光を受光するようにテスト対象導光板１１が上方に配置される導光板配置ユニットと、前記導光板配置ユニットの上方に設けられ、スペクトルを測定するテストレンズ１２と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、導光板の透過率スペクトルのテスト方法及びテスト装置に関する。

表示技術の快速な発展に伴って、液晶表示装置（例えば、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、液晶スクリーン等）は、低圧に駆動され、フラットパネル構造であり、表示の情報量が大きく、カラー化が容易であり、寿命が長く、放射性がなく、及び無公害等の利点によって、生産及び生活において次第に広く応用されている。しかし、液晶表示装置は、受動的な表示装置であり、自身が発光できず、外部の光を調整することで表示するものである。従って、バックライトは、液晶表示装置において非常に重要な役割を占めている。

導光板は、エッジライト型バックライトにおいて非常に重要な機能を発揮する部材である。図１は、導光板の１つの例示の構造概略図である。該導光板１１’は、無色の透明板であり、底面が光学機能表面１０’に形成される。導光板１１’の少なくとも一側面が入光面１４’として設計され、光源からの光線は、入光面１４’を介して導光板１１’に入射し、導光板の表面内側及び光学機能表面１０’に複数回に反射された後、導光板１１’の上面、即ち、出光面１５’から射出し、均一の面光源を形成する。

導光板の材質、及びその光学機能表面１０’は異なる波長の光に対する吸收率が異なる理由等によって、入光面１４’の入射光と出光面１５’の出射光との間のスペクトルが異なり、導光板の出射光の色度がずれるようになる。光源のスペクトルで直接に計算すると、液晶ディスプレイの色度の計算結果に誤差が生じてしまい、製品の品質及び生産率に影響を及ぼす。

本発明は、導光板の透過率スペクトルのテスト方法及びテスト装置を提供する。

本発明の実施形態は、テスト対象導光板に、スペクトルが連続する線状光源を提供する混光チャンバユニットと、混光チャンバユニットの一側にあり、前記混光チャンバユニットからの光を受光するようにテスト対象導光板が上方に配置される導光板配置ユニットと、前記導光板配置ユニットの上方に設けられ、スペクトルを測定するテストレンズと、を備える導光板の透過率スペクトルのテスト装置を提供する。

前記混光チャンバユニットは、混光チャンバケースと、前記混光チャンバケース内に設けられるランプリフレクタカバーと、前記ランプリフレクタカバーにおける標準光源と、を備え、前記混光チャンバケースの一側に通光スリットが設けられ、前記標準光源からの光が前記通光スリットを通して、線状光源を形成する。

前記ランプリフレクタカバーは、垂直断面線が楕円の一部であり、水平断面線が放物線の一部である複数の曲面ユニットからなり、前記水平断面線の放物線の焦点が前記垂直断面線の楕円の第１の焦点に重合し、前記標準光源は、複数の標準ランプを備えてもよく、それぞれの前記曲面ユニットの垂直断面線の楕円の第１の焦点に、１つの標準ランプが設けられ、前記通光スリットは、前記ランプリフレクタカバーの複数の前記曲面ユニットの垂直断面線の楕円の第２の焦点を通すことが好ましい。

複数の前記標準ランプは直列に接続されることが好ましい。

前記混光チャンバユニットは、前記標準光源と通光スリットとの間に設けられる調整可能漏光スリットをさらに備えることが好ましい。

前記混光チャンバユニットは、前記標準光源と調整可能漏光スリットとの間に設けられるフィルタ、及び光均一シートをさらに備えることが好ましい。

前記テストレンズは、テスト対象導光板の中心の真上の位置と、テスト対象導光板の入光面の真上の位置との間に水平に移動できることが好ましい。

前記導光板配置ユニットは、導光板ベース、高度スペーサ及びリフレクタシートを備えてもよく、前記リフレクタシートは前記導光板ベース上に配置され、高度スペーサは、前記リフレクタシートと前記導光板ベースとの間に選択的に設けられ、リフレクタシート上に、テスト対象導光板が設けられることが好ましい。

前記導光板ベースの上表面は、混光チャンバの通光スリットより低いことが好ましい。

前記テスト装置は、前記スリットからの光をテストレンズに直接に反射するように、前記導光板ベース上に設けられ、４５度角をなす反射レンズをさらに備えることが好ましい。

本発明の実施形態は、導光板の透過率スペクトルのテスト装置によって導光板の透過率スペクトルをテストする方法を提供する。前記導光板の透過率スペクトルのテスト装置は、テスト対象導光板に、スペクトルが連続する線状光源を提供する混光チャンバユニットと、混光チャンバユニットの一側にあり、前記混光チャンバユニットからの光を受光するようにテスト対象導光板が上方に配置される導光板配置ユニットと、前記導光板配置ユニットの上方に設けられ、スペクトルを測定するテストレンズと、を備える。前記テスト方法は、導光板の出射光スペクトルを測定する工程と、導光板の入射光スペクトルを測定する工程と、導光板の透過率スペクトル、導光板の透過率スペクトル（＝出射光スペクトル/入射光スペクトル）を計算する工程と、を備える。

前記導光板配置ユニットは、導光板ベース、高度スペーサ及びリフレクタシートを備え、前記導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、高度スペーサを選択し、高度スペーサ、リフレクタシート及びテスト対象導光板を前記導光板ベース上に順に配置し、テスト対象導光板の入光面を混光チャンバにおける通光スリットに対応させる工程を備えることが好ましい。

前記導光板の透過率スペクトルのテスト装置における混光チャンバユニットは、調整可能漏光スリットを有し、前記導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、テスト対象導光板の厚みによって、前記調整可能漏光スリットの幅をテスト対象導光板の厚みより薄いように調整する工程を備えることが好ましい。

前記測定導光板の出射光スペクトルは、前記テストレンズが前記テスト対象導光板の中心の真上に位置する状態で測定されることが好ましい。

前記導光板の入射光スペクトルを測定する工程は、混光チャンバユニットの状態を、出射光スペクトルを測定する場合と同じように制御する工程と、前記混光チャンバユニットのスリットからの光を上へ反射するように、４５度角をなす反射レンズを前記導光板配置ユニット上に配置する工程と、テストレンズを移動し、反射レンズ内に反射される漏光スリットの結像に位置合わせて、入射光スペクトルを読取る工程と、を備えることが好ましい。

前記反射レンズは、前記導光板の出射光スペクトルを測定する場合、テスト対象導光板の入光面が所在する位置に設けられることが好ましい。

以下、本発明の実施形態の技術案をさらに明確にするように、実施形態の図面を簡単に説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の実施形態の一部であり、本発明を限定するものではない。

従来技術に係る導光板の構造概略図である。 冷陰極蛍光管のスペクトルの概略図である。 白色発光ダイオードのスペクトルの概略図である。 本発明の実施形態に係る導光板の透過率スペクトルのテスト装置における混光チャンバユニットの標準光源のスペクトルの概略図である。 本発明の実施形態に係る導光板の透過率スペクトルのテスト装置の概略図であり、導光板の出射光スペクトルを測定する状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る導光板の透過率スペクトルのテスト装置の概略図であり、導光板の入射光スペクトルを測定する状態を示す図である。 本発明の実施形態の導光板の透過率スペクトルのテスト装置における標準光源の配置を示す概略図である。 本発明の実施形態の導光板の透過率スペクトルのテスト装置の一部上面図であり、断面で混光チャンバユニットを示す。

以下、本発明の実施形態の目的、技術案及び利点をさらに明確にするように、本発明の実施形態の図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術案を明確で完全に説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の実施形態の一部であり、全ての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づき、当業者が創造的労働をしない前提で得られる全ての他の実施形態は、いずれも本発明の保護範囲に入る。

液晶ディスプレイのバックライトは、一般的に、冷陰極蛍光管又は白色発光ダイオードを光源とする。図２及び図３は、それぞれ冷陰極蛍光管及び白色発光ダイオードのスペクトルである。図から分かるように、この２つの光源のスペクトルはいずれも非連続性のスペクトルである。この２つの光源によってテストすると、相対強度が小さい波長（即ち、図２及び図３における縦座標の値が小さい領域）に大きな誤差が生じる。

図４は標準光源のスペクトルであり、図から分かるように、該標準光源のスペクトルは連続性のスペクトルである。連続性のスペクトルを導光板の光源とする場合こそ、異なる波長での導光板の完備の透過率スペクトルをテストすることができる。しかし、液晶ディスプレイのエッジライト型バックライトでは、一般的に導光板の厚みが薄く、約０.４ｍｍ〜４ｍｍであり、このサイズにマッチングしているような標準光源に対してテストすることが難しい。

本発明の実施形態は、特定構造の混光チャンバによって、輝度が均一で、スペクトルが連続であり、サイズが液晶ディスプレイのエッジライト型バックライトの導光板のサイズに適応する線状光源を形成し、導光板の透過率スペクトルの測定に用いられるため、導光板の透過率スペクトルがテストできない技術問題を解決した。

図５〜８は、本発明の実施形態に係る導光板の透過率スペクトルのテスト装置を示す。該テスト装置は、テスト対象導光板１１に、輝度が均一で、スペクトルが連続する線状光源を提供する混光チャンバユニット３と、混光チャンバユニット３の一側にあり、前記混光チャンバユニットからの光を受光するようにテスト対象導光板が上方に配置される導光板配置ユニットと、前記導光板配置ユニットの上方に設けられ、スペクトルを測定するテストレンズ１２と、を備える。

本発明の実施形態に係る導光板の透過率スペクトルのテスト装置は、構造が簡単で、操縦が便利であり、導光板の入射スペクトル及び出射スペクトルを測定することでエッジライト型導光板の透過率スペクトルを計算するため、バックライトの設計及び品質管理に根拠を提供する。

図５及び図６に示すように、前記混光チャンバユニット３は、混光チャンバケース１６と、前記混光チャンバケース１６内に設けられるランプリフレクタカバー２と、前記ランプリフレクタカバー２内に設けられる標準光源１と、を備える。また、前記混光チャンバケース１６の一側に通光スリット７が設けられ、標準光源１からの光が通光スリット７を通して、線状光源を形成する。

本発明の好ましい実施形態では、前記ランプリフレクタカバー２は、垂直断面線が楕円の一部であり、水平断面線が放物線の一部である複数の曲面ユニットからなる。前記水平断面線の放物線の焦点は、前記垂直断面線の楕円の２つの焦点の中の第１の焦点と重合する。

図７及び８に示すように、前記標準光源１は、複数の標準ランプを備える。標準ランプのそれぞれは、各前記曲面ユニットの垂直断面線の楕円の第１の焦点に設けられることが好ましい。前記通光スリット７は、前記ランプリフレクタカバーの複数の前記曲面ユニットの垂直断面線の楕円の第２の焦点を通す。これによって、標準光源からの光は、スリット７で改めて集められ、テスト対象導光板の入光面へ効果的に射出する。

複数の前記標準ランプは直列に接続することができる。これによって、ランプ光の均一性が改善される。

前記標準光源１と通光スリット７との間に、フィルタ４、光均一シート５及び調整可能漏光スリット６を順に設けてもよい。該フィルタ４は、特定の周波帯のスペクトルを選択してテストするように標準光源１のスペクトルをろ過する。これによって、異なる周波帯の導光板の透過率スペクトルが精度よくテストすることができる。光均一シート５は、水平方向に光線を均一させ、複数の標準ランプによるランプストリップの水平方向での輝度を均一させて、テスト対象導光板１１内に輝線と暗線とが交互に出てテストの精度を影響することを防止する。調整可能漏光スリット６は、異なる厚みのテスト対象導光板１１に適用するように、異なる幅のスリットを取り替えることでスリット７からの光の幅を調整可能にする。

本発明の実施形態では、導光板配置ユニットは、十分の入光効率を確保するように、異なる厚みの導光板の出光面のいずれも通光スリットに位置合わせるように構成される。図に示すように、導光板配置ユニットは、導光板ベース８、高度スペーサ９、リフレクタシート１０からなる。導光板ベース８は、一定の高度を有し、表面が平坦である構造であり、上表面が混光チャンバユニット３における通光スリット７より少々低い。導光板ベース８上に、最適化の入光効率を実現するように、異なる高度を有する高度スペーサ９を配置して、異なる厚みの導光板の中心平面のいずれもスリット７の中心平面に重合させる。高度スペーサ９上にリフレクタシート１０が配置され、リフレクタシート１０の作用は、液晶ディスプレイのバックライトにおけるリフレクタシートの作用と同じである。リフレクタシート１０上に、テスト対象導光板１１を配置し、テスト対象導光板１１は、出光面が上向き、入光面が混光チャンバ３のスリット７に対応する。

なお、必要によって、導光板ベース８とリフレクタシート１０との間に、高度スペーサ９を設けなくてもよい。

テストレンズ１２はテスト対象導光板１１の真上にあり、テスト対象導光板１１の中心の真上の位置とテスト対象導光板１１の入光面の真上の位置との間に水平に移動できることが好ましい。

本発明に係る導光板の透過率スペクトルのテスト装置は、構造が簡単で、操縦が便利で、標準照明体を光源として、リフレクタシート及び通光スリットによって線光源に調整して、エッジライト型導光板に入らせ、導光板の入射スペクトル及び出射スペクトルを測定することでエッジライト型導光板透過率スペクトルを計算し、これによってバックライトの設計や、品質管理に根拠を提供する。

本発明の実施形態は、導光板の透過率スペクトルのテスト方法をさらに提供する。該方法は、上述したテスト装置によってテストする。前記方法は、導光板の出射光スペクトルを測定する工程と、導光板の入射光スペクトルを測定する工程と、導光板の透過率スペクトル＝出射光スペクトル／入射光スペクトルの数式により導光板透過率スペクトルを算出する工程と、を備える。

本発明に係る導光板の透過率スペクトルのテスト方法は、操縦が便利で、標準照明体を光源として、リフレクタ及びスリットによって線光源に調整してエッジライト型導光板に入射し、導光板の入射スペクトル及び出射スペクトルを測定することで、エッジライト型導光板の透過率スペクトルを計算し、これによってバックライトの設計や、品質管理に根拠を提供する。

図５に示すように、導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、高度スペーサを選択し、テスト対象導光板１１、高度スペーサ９及びリフレクタシート１０を導光板ベース８上に配置し、テスト対象導光板１１の入光面を混光チャンバの通光スリット７に対応させる工程を備えてもよい。

導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、テスト対象導光板の厚みによって調整可能漏光スリット６の幅を調整し、スリットの幅を導光板の厚みより小さくする工程をさらに備えてもよい。

また、導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、テストレンズがテスト対象導光板の中心の真上に位置する態様で行うことが好ましい。

図６に示すように、導光板の入射光スペクトルを測定する工程は、出射光スペクトルをテストした後、混光チャンバユニットの状態をそのままに維持して、高度スペーサ、リフレクタシート、及びテスト対象導光板を除去する工程と、４５度の反射レンズを取り付ける工程と、テストレンズを移動して、反射レンズ内に反射される漏光スリットの結像に位置合わせさせて、入射光スペクトルを読取る工程とを備える。

漏光スリットからの光が水平方向であり、テストレンズが垂直方向であるため、テストレンズは、漏光スリットからの光を受光できない。よって、光をレンズ内に反射する４５度をなす1つの反射レンズを取り付ける必要がある。テストする場合、テストレンズをレンズ内の結像に位置合わせすれば、テストすることができる。

本発明に係る導光板の透過率スペクトルのテスト方法は、操縦が便利であり、標準照明体を光源として、リフレクタ及びスリットによって線光源に調整して、エッジライト型導光板に入射させて、導光板の入射スペクトル及び出射スペクトルを測定することでエッジライト型導光板の透過率スペクトルを計算し、これによってバックライトの設計や、品質管理に根拠を提供する。

本発明の実施形態は、例示及び説明のためのものであり、遺脱がないものではなく、本発明をそれに限定するものではない。いろいろな修正及び変化は、当業者にとって明らかである。実施形態を選択して説明することは、本発明の原理及び実際の応用をさらに明瞭に説明するためであり、本発明を理解して特定の用途に適用するいろいろな修正を行った様々な実施形態を当業者に設計させるためである。

１ 標準光源
２ ランプリフレクタカバー
３ 混光チャンバユニット
４ フィルタ
５ 光均一シート
６ 調整可能漏光スリット
７ 通光スリット
８ 導光板ベース
９ 高度スペーサ
１０ リフレクタシート
１１ テスト対象導光板
１２ テストレンズ
１３ 反射レンズ
１４ 入光面
１５ 出光面
１６ 混光チャンバケース

Claims (16)

1. テスト対象導光板に、スペクトルが連続する線状光源を提供する混光チャンバユニットと、
   混光チャンバユニットの一側にあり、前記混光チャンバユニットからの光を受光するようにテスト対象導光板が上方に配置される導光板配置ユニットと、
   前記導光板配置ユニットの上方に設けられてスペクトルを測定するテストレンズと、を備えることを特徴とする導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
2. 前記混光チャンバユニットは、混光チャンバケースと、前記混光チャンバケース内に設けられるランプリフレクタカバーと、前記ランプリフレクタカバーに設けられる標準光源と、を備え、
   前記混光チャンバケースの一側に通光スリットが設けられ、前記標準光源からの光が前記通光スリットを通して線状光源を形成することを特徴とする請求項１に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
3. 前記ランプリフレクタカバーは、垂直断面線が楕円の一部であり、水平断面線が放物線の一部である複数の曲面ユニットからなり、前記水平断面線の放物線の焦点は、前記垂直断面線の楕円の第１の焦点に重合し、
   前記標準光源は、複数の標準ランプを備え、それぞれの前記曲面ユニットの垂直断面線の楕円の第１の焦点に１つの標準ランプが設けられ、
   前記通光スリットは、前記ランプリフレクタカバーの複数の前記曲面ユニットの垂直断面線の楕円の第２の焦点を通すことを特徴とする請求項２に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
4. 複数の前記標準ランプは直列に接続されることを特徴とする請求項３に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
5. 前記混光チャンバユニットは、前記標準光源と前記通光スリットとの間に設けられる調整可能漏光スリットをさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
6. 前記混光チャンバユニットは、前記標準光源と調整可能漏光スリットとの間に設けられるフィルタ、及び光均一シートをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
7. 前記テストレンズは、テスト対象導光板の中心の真上の位置と、テスト対象導光板の入光面の真上の位置との間に移動することができることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
8. 前記導光板配置ユニットは、導光板ベース、高度スペーサ及びリフレクタシートを備え、前記リフレクタシートは前記導光板ベース上に配置され、高度スペーサは、前記リフレクタシートと前記導光板ベースとの間に選択的に配置され、リフレクタシート上にテスト対象導光板が配置されることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
9. 前記導光板ベースの上表面は、混光チャンバにおける通光スリットより低いことを特徴とする請求項８に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
10. 前記通光スリットからの光をテストレンズに直接に反射するように、前記導光板ベース上に設けられる４５度角をなす反射レンズをさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト装置。
11. 導光板の透過率スペクトルのテスト装置は、テスト対象導光板にスペクトルが連続する線状光源を提供する混光チャンバユニットと、混光チャンバユニットの一側にあり、前記混光チャンバユニットからの光を受光するようにテスト対象導光板が上方に配置される導光板配置ユニットと、前記導光板配置ユニットの上方に設けられ、スペクトルを測定するテストレンズと、を備える、前記導光板の透過率スペクトルのテスト装置による導光板の透過率スペクトルのテスト方法において、
    導光板の出射光スペクトルを測定する工程と、
    導光板の入射光スペクトルを測定する工程と、
    導光板透過率スペクトル＝出射光スペクトル/入射光スペクトルの数式により導光板透過率スペクトルを計算する工程と、を備えることを特徴とする導光板の透過率スペクトルのテスト方法。
12. 前記導光板配置ユニットは、導光板ベース、高度スペーサ及びリフレクタシートを備え、前記導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、高度スペーサを選択し、高度スペーサ、リフレクタシート及びテスト対象導光板を前記導光板ベース上に順に配置し、テスト対象導光板の入光面を混光チャンバにおける通光スリットに対応させる工程を備えることを特徴とする請求項１１に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト方法。
13. 前記導光板の透過率スペクトルテスト装置の混光チャンバユニットは調整可能漏光スリットを有し、
    前記導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、テスト対象導光板の厚みによって、前記調整可能漏光スリットの幅をテスト対象導光板の厚みより小さいように調整する工程を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト方法。
14. 前記導光板の出射光スペクトルを測定する工程は、前記テストレンズが前記テスト対象導光板の中心の真上に位置する状態で行われることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト方法。
15. 前記導光板の入射光スペクトルを測定する工程は、
    混光チャンバユニットの状態を、出射光スペクトルを測定する場合と同じように制御する工程と、
    前記混光チャンバユニットの通光スリットからの光を上へ反射するように、４５度角をなす反射レンズを前記導光板配置ユニットに配置する工程と、
    テストレンズを移動し、反射レンズ内に反射される漏光スリットの結像に位置合わせて、入射光スペクトルを読取る工程と、を備えることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト方法。
16. 前記反射レンズは、前記導光板の出射光スペクトルを測定する場合、テスト対象導光板の入光面が所在する位置に設けられることを特徴とする請求項１５に記載の導光板の透過率スペクトルのテスト方法。