JP5286391B2 - 微小構造を具える導光装置及び該導光装置を有するバックライトモジュール及び液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
本発明は、微小構造を具える導光装置に関し、特に、押し出し工程により一体に成型され、且つ反射、均一光及び導光の機能を兼ね備え、微小構造を具える導光装置に関し、それは、側面光源に合わせて使用し、ディスプレイのバックライトモジュールを構成することができる。
導光板（Light Guide Plate）は、ディスプレイバックライトモジュール中の光導引媒体であり、主に多数のバックライトモジュールがエッジタイプ（Edge Type）であり、導光板の導引側方向の光線によりディスプレイ正面から射出し、パネルの輝度（luminance）を向上させ、輝度の均一性を制御することができる。
導光板の原理は、光線を利用し、導光板に進入後に光反射を発生し、光線を導光板の他端に伝達し、特に、導光板の一側の特定構造を利用し、各角度の拡散現象を発生することができ、反射光を導光板の正面に導引し、屈折率が大きくなるほど、その導光能力が良好である。また、正面に向かって照射される光線以外に、いくつかの光線は、導光板底部の反射板により再度導光板に導入される。
図１に示すように、従来技術は、米国特許第7108385号明細書（2006年9月19日公告）が開示する発光部材の光源モジュールは、導光板を開示している。そのうち、液晶パネル５７、拡散膜５６、プリズムモジュール５５、光源モジュール５０、導光板５２０及び反射板５２４を含む光射出平面５２３、光源モジュール５０中の回路板５１及び光反射層５４が１つのバックライトモジュール５を形成している。
しかしながら、従来技術の導光板中の各部材の欠点は、反射片、導光板、拡散片、プリズム片等を含み、以下の表１に帰納することができる。
表１：従来技術の導光板中の各部材の欠点
図２に示すように、従来技術の導光板５２０は、光線伝導過程において、光損傷問題に直面する。バックライトモジュール５(図１参照)が反射光を増加する効果を増加する為、従来技術は、反射板５２４を新たに増設し、この従来技術の反射板５２４及び導光板５２０の間に空気層５２５を有することにより、光５８１の損耗を約８％に達するまで増加し、光利用率を低減し、且つバックライトモジュール５の製造工程及びコストを増加する。
また、従来技術の導光板は、プリント導光板の技術を採取しており、プリント導光板は、網版、インク、及びメッシュプリント技術等により、製品の歩留まりが良好でないこと及び明帯の欠陥等を引き起こす。図３は、従来技術の導光板５２０の明帯の説明図である。導光板５２０の出光面上において出光が均一でなくなり、その中央部分に縞状の最も明るい領域(最明領域)５８２（明線と称する）、次に明るい領域(副明領域)５８３、及び最も外周の比較的暗い領域５８４が出現する。
上記のように、従来技術は、導光板及び板材の間に空気層を有し、光損耗を増加し、バックライトモジュールのコストが比較的高く、明らかな明線現象を有し、プリズムモジュールの加工が容易でなく、且つ微小構造の損壊等の欠陥があり、更に改良の余地がある。
本発明の目的は、導光装置が押し出し工程で簡単に一体成型された三層複合材構造であり、光の利用率を向上させ、出光がより均一であり、輝度がより増明され、バックライトモジュールのコストを低減し、プリズムモジュールを必要としない等の利点を有する微小構造を具える導光装置及び該導光装置を有するバックライトモジュール及び液晶ディスプレイを提供することにある。
上記の目的を達成する為、本発明が開示する微小構造を具える導光装置は、側面光源の使用を合わせ、ディスプレイのバックライトモジュールを構成する。該導光装置は、少なくとも均一光層、導光層及び反射層を含む。導光層は、入光面を設定して定義し、該入光面は、該側面光源が発する光を該入光面から該導光層中に進入させることができる。反射層は、該導光層中の該反射層に向かう該光を該導光層に反射して戻す。均一光層の該反射層から離れる側の表面は、出光面であり、該導光層は、該反射層及び該均一光層の間に位置する。該出光面は、該導光層と垂直であり、該導光層内の該光の少なくとも一部分を該出光面から射出させることができる。そのうち、該反射層、該導光層及び該均一光層の三者は、一体に押し出し成型され、該反射層及び導光層の間に空気界面を有さず、該導光層及び該反射層の間は、反射面を設定し、且つ該反射面上に立体微小構造を設置する。
好適実施例において、該反射面の微小構造の深さと幅の比のデータは、以下の関係式に適合する；
n1＜n2 ；
そのうち、Ｈ２は、該反射面の微小構造の深さであり、Ｐ２は、該反射面の微小構造の幅であり、ｎ１は、該均一光層の屈折率であり、且つｎ２は、該導光層の屈折率である。
そのうち、Ｈ２は、該反射面の微小構造の深さであり、Ｐ２は、該反射面の微小構造の幅であり、ｎ１は、該均一光層の屈折率であり、且つｎ２は、該導光層の屈折率である。
好適実施例において、該微小構造を具える反射均一光導光装置は、更に、少なくとも下記の何れか１つの条件に適合する：
0.233≦ (H2/P2) ≦0.419；
P2値は、80μm〜250μmの間になるようにし；
反射面の深さと幅の比（H2/P2）値は、0.2〜0.319の間になるようにし、且つ均一光層の厚さt1及び導光層の厚さt2の比値の範囲は、1≦t1/t2≦29であり；
該反射面の微小構造は、非連続性の微小構造であり、且つ２つの隣り合う微小構造の間隔Ｇの値が0〜1.4mmになるようにする。
0.233≦ (H2/P2) ≦0.419；
P2値は、80μm〜250μmの間になるようにし；
反射面の深さと幅の比（H2/P2）値は、0.2〜0.319の間になるようにし、且つ均一光層の厚さt1及び導光層の厚さt2の比値の範囲は、1≦t1/t2≦29であり；
該反射面の微小構造は、非連続性の微小構造であり、且つ２つの隣り合う微小構造の間隔Ｇの値が0〜1.4mmになるようにする。
好適実施例において、該微小構造を具える導光装置は、更に少なくとも下記のうち１つを含む：
該導光層中に添加する複数の拡散粒子；
該均一光層中に添加する複数の拡散粒子；
該出光面上に設ける立体の微小構造；
該反射層中に混合する異なる屈折率の二種の可塑原料；
該反射層中に添加する複数の反射粒子；
該出光面上に形成する疎密変化を制御可能な粗面又は霧面。
該導光層中に添加する複数の拡散粒子；
該均一光層中に添加する複数の拡散粒子；
該出光面上に設ける立体の微小構造；
該反射層中に混合する異なる屈折率の二種の可塑原料；
該反射層中に添加する複数の反射粒子；
該出光面上に形成する疎密変化を制御可能な粗面又は霧面。
本発明は、導光装置が押し出し工程で簡単に一体成型された三層複合材構造であり、光の利用率を向上させ、出光がより均一であり、輝度がより増明され、バックライトモジュールのコストを低減し、プリズムモジュールを必要としない等の利点を有する微小構造を具える導光装置及び該導光装置を有するバックライトモジュール及び液晶ディスプレイを提供する。
本発明が提示する微小構造を具える導光装置及び該導光装置を有するバックライトモジュール及び液晶ディスプレイを分かり易くする為、以下に図面に合わせて詳細に説明する。
（一） 本発明の装置（三層構造）の概要：
図４に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置、特に、オールインワン（ALL IN ONE）の導光装置は、一体に押し出し成型する整合性工程を介し、導光装置の導光層及び反射層の間の反射面上に立体の微小構造を形成し、単一導光装置に均一光、導光及び光反射の効果を達成させることができ、任意の側面光源２の形式の大型パネルに応用可能であり、その導光装置１の本体は、微小構造反射層１１と、導光層１２と、微小構造均一光層１３とを含む。
図４に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置、特に、オールインワン（ALL IN ONE）の導光装置は、一体に押し出し成型する整合性工程を介し、導光装置の導光層及び反射層の間の反射面上に立体の微小構造を形成し、単一導光装置に均一光、導光及び光反射の効果を達成させることができ、任意の側面光源２の形式の大型パネルに応用可能であり、その導光装置１の本体は、微小構造反射層１１と、導光層１２と、微小構造均一光層１３とを含む。
図４に示すのは、本発明の微小構造を具える導光装置１の本体の実施例の一である。この微小構造を具える反射均一光導光装置１は、簡単で一体に成型された三層複合材（押し出し工程）の微小構造導光装置である。
（二） 本発明の微小構造反射層１１（下層）の概要：
本発明の微小構造を具える導光装置１の複数の重量な概念の１つは、反射面の微小構造の設計を利用し、側面光源２から発生する光の導光装置１における反射現象を起こし、従来の網目方式に置き変え、光源を散布し、且つ該微小構造は、反射層１１及び導光層１２の間の反射面上に形成され、反射板の使用に取って代わる。そのうち、微小構造均一光層１３の拡散粒子を利用し、線光源又は点光源を面光源に形成し、均一光層１３及び反射層１１の微小構造が相互に対応し、反射片の使用に取って代わり、反射、導光及び均一光の効果を達成する。
本発明の微小構造を具える導光装置１の複数の重量な概念の１つは、反射面の微小構造の設計を利用し、側面光源２から発生する光の導光装置１における反射現象を起こし、従来の網目方式に置き変え、光源を散布し、且つ該微小構造は、反射層１１及び導光層１２の間の反射面上に形成され、反射板の使用に取って代わる。そのうち、微小構造均一光層１３の拡散粒子を利用し、線光源又は点光源を面光源に形成し、均一光層１３及び反射層１１の微小構造が相互に対応し、反射片の使用に取って代わり、反射、導光及び均一光の効果を達成する。
上記技術により、本発明は、反射片により発生する光損耗が減少し、主要な方式は、導光層１２と同時に反射片又は反射層１１を形成することである。図５に示すように、本発明の微小構造を具える反射光導光装置１は、導光層１２の底側に微小構造及び一層に反射層１１を増加し、この導光装置１と同時に形成し、この微小構造を具える導光装置１の本体中の反射層１１及び導光層１２の間に空気界面層を有さないようにする。
本発明の反射層１１及び導光層１２の板材の間に空気層を有さないことにより、図２に示すように、空気間隔を有する従来技術と比較し、本発明の微小構造を具える反射均一光導光装置１は、光利用率を向上することができ、その微小構造は、導光層の反射及び光拡散現象を行うこともでき、反射及び導光の効果を同時に達成し、光損耗を４％以下に効率的に低減することができる。
同時に、本発明の微小構造を具える導光装置１の工程が簡易化を経ることにより、導光装置の貼膜工程、バックライトモジュール製造工程及びコストを低減することができる。
本発明の反射層１１及び導光層１２の板材の間に空気層を有さないことにより、図２に示すように、空気間隔を有する従来技術と比較し、本発明の微小構造を具える反射均一光導光装置１は、光利用率を向上することができ、その微小構造は、導光層の反射及び光拡散現象を行うこともでき、反射及び導光の効果を同時に達成し、光損耗を４％以下に効率的に低減することができる。
同時に、本発明の微小構造を具える導光装置１の工程が簡易化を経ることにより、導光装置の貼膜工程、バックライトモジュール製造工程及びコストを低減することができる。
本発明の微小構造を具える導光装置１の反射層１１の好適実施例は、以下である。
（１）異なる屈折率の二種の可塑原料を混合するか、反射層の可塑原料中に少量の反射粒子を添加する方式により、本発明の反射層１１を製造する。
（２）異なる屈折率の二種の可塑原料を混合し、反射層１１を製造する時、異なる屈折率の混合比率が7：3である。
（３）反射粒子１１１を添加する方式で反射層１１を製造する時、その反射粒子１１１の屈折率2.2〜3.2であり、添加濃度が0.5重量％より小さい。
（４）反射粒子の粒径が1〜100μmになるようにし、最も良好な範囲は、4〜50μmである。
（５）反射層１１自身の可塑原料の屈折率は、1.6〜2.5になるようにする。
（６）反射層１１及び導光層１２の屈折率の差値が0.05〜1になるようにする。
（１）異なる屈折率の二種の可塑原料を混合するか、反射層の可塑原料中に少量の反射粒子を添加する方式により、本発明の反射層１１を製造する。
（２）異なる屈折率の二種の可塑原料を混合し、反射層１１を製造する時、異なる屈折率の混合比率が7：3である。
（３）反射粒子１１１を添加する方式で反射層１１を製造する時、その反射粒子１１１の屈折率2.2〜3.2であり、添加濃度が0.5重量％より小さい。
（４）反射粒子の粒径が1〜100μmになるようにし、最も良好な範囲は、4〜50μmである。
（５）反射層１１自身の可塑原料の屈折率は、1.6〜2.5になるようにする。
（６）反射層１１及び導光層１２の屈折率の差値が0.05〜1になるようにする。
（三）本発明の微小構造均一光層１３（上層）の概要：
本発明の反射均一光導光装置１の実施例において、更に微小構造均一光層１３中に添加される複数の微小拡散粒子１３１を利用し、線光源又は点光源を面光源に形成し、均一光及び傷隠しの効果を達成し、屈折率の差により光利用率を向上する。
本発明の反射均一光導光装置１の実施例において、更に微小構造均一光層１３中に添加される複数の微小拡散粒子１３１を利用し、線光源又は点光源を面光源に形成し、均一光及び傷隠しの効果を達成し、屈折率の差により光利用率を向上する。
本発明の微小構造を具える導光装置１の微小構造均一光層１３の好適実施例は、以下であることができる：
（１）均一光層１３中に少量の拡散粒子１３１を添加するか、均一光層１３の出光面１３２の表面に霧化処理を行う。
（２）拡散粒子１３１及び均一光層１３の可塑原料基材の屈折率の差は、0.04＜Δn ＜0.1になるようにする 。
（３）拡散粒子１３１の粒径は、2μm〜10μmになるようにする。
（４）均一光層１３の上表面（出光面１３２）の粗度（Ra）は、1μm＜Ra＜6μmになるようにし、輝度及び均一度を向上することができる。
（５）均一光層１３自身の可塑原料基材の屈折率は、1.42〜1.63になるようにする。
（１）均一光層１３中に少量の拡散粒子１３１を添加するか、均一光層１３の出光面１３２の表面に霧化処理を行う。
（２）拡散粒子１３１及び均一光層１３の可塑原料基材の屈折率の差は、0.04＜Δn ＜0.1になるようにする 。
（３）拡散粒子１３１の粒径は、2μm〜10μmになるようにする。
（４）均一光層１３の上表面（出光面１３２）の粗度（Ra）は、1μm＜Ra＜6μmになるようにし、輝度及び均一度を向上することができる。
（５）均一光層１３自身の可塑原料基材の屈折率は、1.42〜1.63になるようにする。
（四）本発明の微小構造：
本発明の微小構造を具える導光装置１の実施例において、導光層１２及び反射層１１が相互の隣接する表面（即ち、導光層１２の底側面、又は反射層１１の上側面）は、反射面を設定する。本発明は、この反射面上及び（又は）均一光層１３の上表面（出光面１３２）に複数の微小構造の設計を追加している。
本発明において、各微小構造の間の距離は、同一の距離、非同一の距離又は交錯配列する微小構造である。各微小構造は、三次元（例えば、ピラミッド）構造であることができ、各面に非対称又は対称の三角形、側面に非対称又は対称な三角形構造、弧形構造等を有することができる。好適実施例は、以下のとおりである。
本発明の微小構造を具える導光装置１の実施例において、導光層１２及び反射層１１が相互の隣接する表面（即ち、導光層１２の底側面、又は反射層１１の上側面）は、反射面を設定する。本発明は、この反射面上及び（又は）均一光層１３の上表面（出光面１３２）に複数の微小構造の設計を追加している。
本発明において、各微小構造の間の距離は、同一の距離、非同一の距離又は交錯配列する微小構造である。各微小構造は、三次元（例えば、ピラミッド）構造であることができ、各面に非対称又は対称の三角形、側面に非対称又は対称な三角形構造、弧形構造等を有することができる。好適実施例は、以下のとおりである。
反射面及び（又は）出光面の各微小構造の深さと幅の比は、0.02〜0.8であり、各微小構造の幅は、80μm〜250μmになるようにすることが好ましい。
反射層の厚さ（Ｒｈ）及び反射面の微小構造の深さ（Ｈ２）の両者の関係は、0.02＜Rh(1/H2)＜0.8になるようにし、従って、反射及び導光効果を兼ね備える。
（五）本発明の微小構造反射層１１（下層）の導光效果及び厚さの関係：
本発明の微小構造を具える導光装置１の実施例において、その反射層１１の厚さ及び入光量の関係は、好適な範囲を得ることができ、即ち、反射層１１の厚さは、本体の総厚さ（均一光層１３、導光層１２、及び反射層１１の三者の厚さの合計）の１/１０より大きくないことが好ましい。
本発明の微小構造を具える導光装置１の実施例において、その反射層１１の厚さ及び入光量の関係は、好適な範囲を得ることができ、即ち、反射層１１の厚さは、本体の総厚さ（均一光層１３、導光層１２、及び反射層１１の三者の厚さの合計）の１/１０より大きくないことが好ましい。
（六）本発明の微小構造反射層の厚さ（下層）及び微小構造の深さの関係：
図６に示すように、それは、本発明の微小構造を具える導光装置の輝度の関係曲線図である。本曲線図において、二軸の関係の係数データは、以下の通りであり、そのうち、縦軸が反映するのは、全体の微小構造が形成する輝度（Luminance）だえり、即ち、出光面において測量される輝度値であり、横軸は、反射層の厚さ（Rh）に反射面の微小構造の深さの反比（1/H2）を掛けた反射層微小構造の深さの関係値である。
図６に示すように、それは、本発明の微小構造を具える導光装置の輝度の関係曲線図である。本曲線図において、二軸の関係の係数データは、以下の通りであり、そのうち、縦軸が反映するのは、全体の微小構造が形成する輝度（Luminance）だえり、即ち、出光面において測量される輝度値であり、横軸は、反射層の厚さ（Rh）に反射面の微小構造の深さの反比（1/H2）を掛けた反射層微小構造の深さの関係値である。
従って、図６のデータから分かるように、異なる反射層の厚さ及び微小構造の深さの比値の出光面に対する輝度は、異なる影響を有する。Rh(1/H2)値は、0.02＜Rh(1/H2)＜0.8であり、この範囲内において、初めて反射及び導光の効果を同時に有することができ、反射層の反射率は、約８０％であり、この範囲を超えれば、反射率が過度に低くなるか、均一光効果が悪くなる。また、Rh(1/H2)値が更に最も好適な範囲0.02＜Rh(1/H2)＜0.5の間にある時、本発明の微小構造を具える導光装置は、更に比較的高い輝度を出光面上に提供し、即ち、好適な反射及び均一光の光学パフォーマンスを有することができる。
（七）本発明の均一光層１３の厚さ、濃度及び均一度の関係：
本発明の微小構造を具える導光装置１の実施例において、均一光層１３の厚さ、濃度及び均一度関係の実施例は、以下のようであることができる：
（１）導光層１２は、少量の拡散粒子を添加し、明帯及び均一度不良等の現象を解決することができる。
（２）拡散粒子の粒径が小さいほど、透過分布が狭くなる。
（３）拡散粒子の粒径が大きいほど、透過分布が広くなる。
（４）屈折率の差異及び必要な添加濃度に応じて変化し；粒径の大きさ及び必要な添加濃度に応じて変化する。
本発明の微小構造を具える導光装置１の実施例において、均一光層１３の厚さ、濃度及び均一度関係の実施例は、以下のようであることができる：
（１）導光層１２は、少量の拡散粒子を添加し、明帯及び均一度不良等の現象を解決することができる。
（２）拡散粒子の粒径が小さいほど、透過分布が狭くなる。
（３）拡散粒子の粒径が大きいほど、透過分布が広くなる。
（４）屈折率の差異及び必要な添加濃度に応じて変化し；粒径の大きさ及び必要な添加濃度に応じて変化する。
本発明の微小構造を具える導光装置１は、導光層１２中に少量の拡散粒子を添加し、明帯及び均一度不良の問題を解決することができ、光の利用率を向上することもできる。拡散粒子及び導光層１２の可塑原料基材の屈折率が0.04＜Δn＜0.1の範囲内になるようにする時、高透過率の状態を保持することができる。また、導光層１２の拡散粒子の粒径は、2μm〜10μmになるようにし、且つ該導光層１２自身の可塑原料の基材の屈折率は、1.42〜1.63になるようにする。
そのうち、本発明の均一光層１３及び導光層１２の厚さの比、均一光層１３及び拡散粒子の濃度は、輝度及び光均一度と関連する。
本発明の微小構造を具える導光装置１中の導光層１２の形状及び均一光層１３の粗度及び輝度に影響を及ぼすパラメータは、以下を有する：
（１）均一光層１３の表面（出光面１３２）が平らでない時（即ち、粗度を有する時）、導光板の輝度値の向上を補助する。
（２）均一光層１３の表面（出光面１２１）粗度は、反射層１１の反射面の微小構造に従って変化する。
（１）均一光層１３の表面（出光面１３２）が平らでない時（即ち、粗度を有する時）、導光板の輝度値の向上を補助する。
（２）均一光層１３の表面（出光面１２１）粗度は、反射層１１の反射面の微小構造に従って変化する。
均一光層１３表面（出光面１３２）粗度（Ra）の利点は、以下である：(1)導光板の輝度を増加する； (2)明帯の問題を解決する；(3)均一度を向上する。
従って、均一光層１３の出光面１３２の粗度（Ra）及び輝度（L）の関係において、粗度は、1μm〜6μmにあることにより好適な輝度を得ることができる。
（八）本発明の微小構造を具える導光装置の本体の具体構造のその他の多種実施例の態様：
本発明中の微小構造を具える導光装置１において、その均一光層１３中には、拡散粒子１３１を添加することも添加しないこともでき、且つ均一光層１３上表面（出光面１３２）は、鏡面平面、霧面平面、連続性を具える微小構造、単一側入光設計の非連続性微小構造、及び両側入光設計の非連続性微小構造等の多種の態様であることができる；同時に、導光層１２中に拡散粒子(１２２)添加することもしないこともできる；同時に、反射層１１及び導光層１２の両者の接触面（反射面１１２）も鏡面平面、霧面平面、連続性を具える微小構造、単一側入光設計の非連続性微小構造、及び両側入光設計の非連続性微小構造等の多種態様であることができる。
従って、上記の各種異なる設計の反射層１１、導光層１２及び均一光層１３を交互に組み合わせた後、図７に示すような本発明中の微小構造を具える導光装置１本体中の反射層１１、導光層１２及び均一光層１３の構造の多種実施態様を得ることができる。例えば、図７の欄４１中の上から下に順に４つの構造図４１１，４１２，４１３，４１４は、それぞれその均一光層内に拡散粒子を有すること（図４１１，４１２）及び拡散粒子を有さないこと（図４１３，４１４）を示しているが、四者（図４１１，４１２，４１３，４１４）の均一光層上表面（出光面４１１１、４１２１，４１３１，４１４１）は、何れも連続性を有する構造設計であり、且つ反射層及び導光層の両者の接触面（反射面４１１２、４１２２，４１３２，４１４２）が何れも平面（鏡面又は霧面）である４つの実施例を示している（そのうち、図４１１，４１３の実施例の導光層は、拡散粒子を有するが、図４１２，４１４の実施例は、有さない）。
更に、欄４２中の４つの構造図４２１，４２２，４２３，４２４は、それぞれその均一光層内に拡散粒子を有すること（図４２１，４２２）及び拡散粒子を有さないこと（図４２３，４２４）示しているが、四者の均一光層上表面（出光面４２１１、４２２１，４２３１，４２４１）が何れも平面（鏡面又は霧面）であり、反射層及び導光層の両者の接触面（反射面４２１２、４２２２，４２３２，４２４２）が両側入光設計の非連続性微小構造である４つの実施例を示している（そのうち、図４２１，４２３実施例の導光層は、拡散粒子を有するが、図４２２，４２４の実施例は、有さない）。その他の実施例は、類推されるものである。
また、出光面及び反射面の両者が何れも微小構造（連続性、非連続性、単一側又は両側の入光設計を問わず）を有する各実施例において、その出光面上に設けられる微小構造の配列方向及び反射面上に設けられる微小構造の配列方向は、互い平行又は直交の配列方向である。
本発明中の微小構造を具える導光装置１において、その均一光層１３中には、拡散粒子１３１を添加することも添加しないこともでき、且つ均一光層１３上表面（出光面１３２）は、鏡面平面、霧面平面、連続性を具える微小構造、単一側入光設計の非連続性微小構造、及び両側入光設計の非連続性微小構造等の多種の態様であることができる；同時に、導光層１２中に拡散粒子(１２２)添加することもしないこともできる；同時に、反射層１１及び導光層１２の両者の接触面（反射面１１２）も鏡面平面、霧面平面、連続性を具える微小構造、単一側入光設計の非連続性微小構造、及び両側入光設計の非連続性微小構造等の多種態様であることができる。
従って、上記の各種異なる設計の反射層１１、導光層１２及び均一光層１３を交互に組み合わせた後、図７に示すような本発明中の微小構造を具える導光装置１本体中の反射層１１、導光層１２及び均一光層１３の構造の多種実施態様を得ることができる。例えば、図７の欄４１中の上から下に順に４つの構造図４１１，４１２，４１３，４１４は、それぞれその均一光層内に拡散粒子を有すること（図４１１，４１２）及び拡散粒子を有さないこと（図４１３，４１４）を示しているが、四者（図４１１，４１２，４１３，４１４）の均一光層上表面（出光面４１１１、４１２１，４１３１，４１４１）は、何れも連続性を有する構造設計であり、且つ反射層及び導光層の両者の接触面（反射面４１１２、４１２２，４１３２，４１４２）が何れも平面（鏡面又は霧面）である４つの実施例を示している（そのうち、図４１１，４１３の実施例の導光層は、拡散粒子を有するが、図４１２，４１４の実施例は、有さない）。
更に、欄４２中の４つの構造図４２１，４２２，４２３，４２４は、それぞれその均一光層内に拡散粒子を有すること（図４２１，４２２）及び拡散粒子を有さないこと（図４２３，４２４）示しているが、四者の均一光層上表面（出光面４２１１、４２２１，４２３１，４２４１）が何れも平面（鏡面又は霧面）であり、反射層及び導光層の両者の接触面（反射面４２１２、４２２２，４２３２，４２４２）が両側入光設計の非連続性微小構造である４つの実施例を示している（そのうち、図４２１，４２３実施例の導光層は、拡散粒子を有するが、図４２２，４２４の実施例は、有さない）。その他の実施例は、類推されるものである。
また、出光面及び反射面の両者が何れも微小構造（連続性、非連続性、単一側又は両側の入光設計を問わず）を有する各実施例において、その出光面上に設けられる微小構造の配列方向及び反射面上に設けられる微小構造の配列方向は、互い平行又は直交の配列方向である。
本発明の微小構造を具える導光装置１は、その出光面及び反射面の構造が組み合わせ及び設計を多様化できる以外に、その出光面又は（及）反射面上に設置した微小構造の具体構造設計も多くの異なる実施例を有し、これに制限するものではないが、例えば、図８〜図２２に示す実施例であり、逐一説明する。
図８に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の細長く且つ平行に配列される連続性三角状微小構造８０１を有する。
図９に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第２実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の細長く且つ平行に配列される連続性半円状微小構造８０２を有する。
図１０に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第３実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の陳列配列される立体の連続性錐形（ピラミッド）微小構造８０３を有する。
図１１に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第４実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の陳列配列される立体の連続性球形微小構造８０４を有する。
図１２に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第５実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の陳列配列される立体の連続性弧状錐形微小構造８０５を有する。
図１３に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第６実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の細長く且つ平行に配列される非連続性三角形状で、異なる間隔で且つ両側が入光面に離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造８０６を有する（特に両側の入光、即ち、導光層の左右側面が何れも入光面の設計に適する）。
図１４に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第７実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の細長く且つ平行に配列される非連続性三角形状で、等間隔で疎密変化する微小構造８０７を有する。
図１５に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第８実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の細長く且つ平行に配列される非連続性立体半円状で、異なる間隔で且つ両側が入光面に離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造８０８を有する（特に両側の入光、即ち、導光層の左右側面が何れも入光面の設計に適する）。
図１６に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第９実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が複数の細長く且つ平行に配列される非連続性立体半円形状で、等間隔で疎密変化する微小構造８０９を有する。
図１７に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１０実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が陳列配列される非連続性立体の錐形（ピラミッド）で、異なる間隔で且つ両側が入光面に離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造８１０を有する（特に両側の入光、即ち、導光層の左右側面が何れも入光面の設計に適する）。
図１８に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１１実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が陳列配列される非連続性立体の錐形（ピラミッド）で、等間隔で疎密変化する微小構造８１１を有する。
図１９に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１２実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が陳列配列される非連続性立体の球形微小構造であり、異なる間隔で且つ両側が入光面に離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造８１２を有する（特に両側の入光、即ち、導光層の左右側面が何れも入光面の設計に適する）。
図２０に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１３実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が陳列配列される非連続性立体の球形微小構造であり、等間隔で疎密変化する微小構造８１３を有する。
図２１に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１４実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が陳列配列される非連続性弧状錐形微小構造であり、異なる間隔で且つ両側が入光面に離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造８１４を有する（特に両側の入光、即ち、導光層の左右側面が何れも入光面の設計に適する）。
図２２に示すように、本発明の微小構造を具える導光装置１上の微小構造の第１５実施例は、その出光面又は（及び）反射面上に設置する微小構造が陳列配列される非連続性弧状錐形微小構造であり、等間隔で疎密変化する微小構造８１５を有する。
図２３を参照し、それは、本発明の微小構造を具える導光装置１ａの他の実施例の説明図である。本実施例において、該微小構造を具える導光装置１ａの均一光層１３ａの上表面、即ち、出光面１３２ａ上、及び反射層１１ａ及び導光層１２ａの間の反射面１１２ａ上には、それぞれ微小構造を設ける。そのうち、出光面１３２ａ及び反射面１１２ａ上の微小構造は、何れも非連続性である。また、反射面１１２ａ上に設ける微小構造は、非連続性であるだけでなく、更に、疏密変化を有する微小構造である。
また、非連続性且つ疎密変化を有する反射面１１２ａの微小構造について、入光面１５に最も接近する箇所の反射面１１２ａ上の２つの隣り合う微小構造の間隔Ｇが最大であり、入光面１５から離れる箇所の反射面１１２ａ上の隣り合う微小構造の間隔Ｇは、徐々に小さくなる。反射面１１２ａ上に疎密変化を制御可能な、即ち、入光面１５から離れるほど、間隔Ｇが小さくなる微小構造を設置することにより、出光の均一化を達成し、入光面１５に接近する箇所が比較的明るく、入光面１５から離れるほど暗くなる現象を回避することができる。
また、該反射面１１２ａ上に設置した非連続性微小構造の構造間隔Ｇの値が0〜1.4mmの好適な範囲になるようにする時、出光面１３２ａ上に貼付する少なくとも１つの光学膜５９０を組み合わせれば、その出光面１３２ａは、明線現象を発生しない（明線が見えない）。同様に、出光面１３２ａ上に上記のような非連続性且つ疎密変化を制御可能な微小構造を設置すれば、同様の出光均一の効果を達成することができる。
また、非連続性且つ疎密変化を有する反射面１１２ａの微小構造について、入光面１５に最も接近する箇所の反射面１１２ａ上の２つの隣り合う微小構造の間隔Ｇが最大であり、入光面１５から離れる箇所の反射面１１２ａ上の隣り合う微小構造の間隔Ｇは、徐々に小さくなる。反射面１１２ａ上に疎密変化を制御可能な、即ち、入光面１５から離れるほど、間隔Ｇが小さくなる微小構造を設置することにより、出光の均一化を達成し、入光面１５に接近する箇所が比較的明るく、入光面１５から離れるほど暗くなる現象を回避することができる。
また、該反射面１１２ａ上に設置した非連続性微小構造の構造間隔Ｇの値が0〜1.4mmの好適な範囲になるようにする時、出光面１３２ａ上に貼付する少なくとも１つの光学膜５９０を組み合わせれば、その出光面１３２ａは、明線現象を発生しない（明線が見えない）。同様に、出光面１３２ａ上に上記のような非連続性且つ疎密変化を制御可能な微小構造を設置すれば、同様の出光均一の効果を達成することができる。
本発明は、微小構造を具える導光装置１ａの出光面１３２ａ上に少なくとも１つの光学膜５９０を貼合すること、及び入光面１５に側面光源２を設置することに、その他の公知技術の付属部品を組み合わせた後、バックライトモジュールを構成することができる。その後、該バックライトモジュールを従来技術の液晶パネル５７に結合し、液晶ディスプレイを構成することができる。
図２４及び図２５を参照し、それは、それぞれ本発明の微小構造を具える導光装置の押し出し工程の実施例フロー図及び説明図である。図２３に示すように一体に成型された三層構造の本発明の導光装置１を製造する押し出し工程を例とし、先ず、それぞれ反射層１１ａを形成することに用いる反射粒子１１１ａを含有する可塑原料を押し出す副押し出し機１(図２４，図２５)原料桶２１中に置き、導光層１２ａの形成に用いる異なる粒径の大きさ及び異なる屈折率の拡散粒子１２２ａを含有する可塑原料を押し出す主押し出し機(図２４，図２５)の原料桶２２中に置き、均一光層１３ａの形成に用いる異なる粒径寸法及び異なる屈折率を有する拡散粒子１３１ａの可塑原料を押し出す副押し出し機２(図２４，図２５)の原料桶２３中に安定的に供給する。
そのうち、導光層１２ａ及び均一光層１３ａが使用する可塑原料及び拡散粒子１２２ａ，１３１ａは、同一であることができ、異なる材料であることもできる。続いて、これら原料桶２１，２２，２３中の可塑原料は、それぞれスクリューミキシング２４でミックスした後、押し出し(鋳)型具（T Die）２５の主、副層に入れる。
その後、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の三組のローラによりそれを押し合わせ成形し、一体に成型した本発明の「all in one」であり、且つ反射、導光及び均一光の機能を兼ね備える導光装置１ａを押し出す。コーティング方式により導光層下表面に一層の反射層を鍍金する従来技術に比較し、本発明は、一体に押し出し成型する技術を採用し、確実にプロセス上の利便性及び進歩性を有する。
そのうち、導光層１２ａ及び均一光層１３ａが使用する可塑原料及び拡散粒子１２２ａ，１３１ａは、同一であることができ、異なる材料であることもできる。続いて、これら原料桶２１，２２，２３中の可塑原料は、それぞれスクリューミキシング２４でミックスした後、押し出し(鋳)型具（T Die）２５の主、副層に入れる。
その後、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の三組のローラによりそれを押し合わせ成形し、一体に成型した本発明の「all in one」であり、且つ反射、導光及び均一光の機能を兼ね備える導光装置１ａを押し出す。コーティング方式により導光層下表面に一層の反射層を鍍金する従来技術に比較し、本発明は、一体に押し出し成型する技術を採用し、確実にプロセス上の利便性及び進歩性を有する。
図２６を参照し、それは、微小構造を具える本発明の導光装置の出光面上に粗面を形成することに用いるサンドブラスト工程の説明図である。本発明において、微小構造を具える導光装置の出光面に形成する粗面又は霧面、即ち、導光層の上表面に形成する粗面又は霧面の粗さの程度は、サンドブラスト装置３１のサンドブラスト圧力ｐ、サンドブラストｖ、及びノズル３２及びローラ表面３３の距離ｄにより制御することができる。その後、更に、所定の亜多面を有するローラ表面３３を図２５に示すローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３とし、押し出し工程において、該押し合わせ成形する可塑原料板材を圧延し、本発明の一体に押し出し成型された三層構造の導光装置の反射面及び（又は）出光面上に粗面を押し出す。該粗面の粗度は、本発明の微小構造を具える導光装置の出光面及び光学フィルムの間の静電吸着度、及び導光能力の均一性に影響を及ぼし、例えば、表２に示すようである。
表２：出光面粗度及び光学フィルム吸着度の関係
表２において、本発明中の微小構造を具える導光装置の出光面上に形成する粗面の粗度Raが0.46μmより小さい時、微小構造を具える導光装置の出光面及び光学フィルムの間の静電吸着現象を深刻にし、それを傷つけやすい。Raが2.21μmより大きい時、光線の取り出し効率を増加し、微小構造を具える導光装置の出光均一度が下降する可能性があり、且つRaが6μmより大きい時、その出光品質は、品質管理を通過することができなくなる。従って、本発明において、微小構造を具える導光装置の出光面上に形成する粗面の粗度を0.07μm〜2.52μmの間に制御することができ、特に、0.46μm〜2.21μmの間にすることが好ましく、且つ1μm〜2.21μmの間が更に好ましい。
本発明において、導光層及び反射層の自身の可塑原料は、何れも現在公知の可塑原料から選択でき、これに限定するものではないが、例えば、アクリル (polymethylmethacrylate；PMMA)、ポリカーボネート(polycarbonate；PC)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate；PET)、MS等である。導光層中に添加する拡散粒子も、現在公知の材料から選択することができ、これに限定するものではないが、例えば、ＰＭＭＡ微粒、ＰＣ微粒、ＰＥＴ微粒、ＭＳ微粒等である。反射粒子も現在公知の材料から選択することができ、これに限定するものではないが、例えば、SiO2微粒、TiO2微粒等である。
本発明の微小構造を具える導光装置について、一体に押し出し成型すること及び微小構造の設計により前記の光利用率を向上させ、光損耗を低減し、別途の反射片及び増光膜（BEF）の使用を必要とせず、モジュール構造を簡易化し、バックライトモジュールのコストを低減し、光学フィルムの静電吸着現象を低減する等の利点を有する以外に、その導光の光学性能（例えば、出光均一性、輝度、及び品質等）の向上も重量な考慮の要素である。
図２７及び図２８を参照し、それは、本発明の導光装置の実施例及びその出光面の光型を測定した角度及び光明度の間の対応曲線図である。該曲線図のＸ軸は、出光面の光型の出光角度値であり、その範囲が0度〜90度であり、且つＹ軸は、光明度値である。図２７が示す本発明の導光装置１ｂの構造を例とし、該導光装置１ｂの本体は、一体に押し出し成型した三層扁平板状構造であり、それは、上層に位置する均一光層１３ｂ、中間層に位置する導光層１２ｂ、及び下層に位置し且つ反射粒子を添加した反射層１１ｂを含む。導光装置１ｂ本体の導光層１２ｂの近傍側面は、入光面１５であり、入光面１５近傍に側面光源２（ＣＣＦＬ又はＬＥＤであることができる）を設け、光２０を発生することに用い、該光２０は、該入光面１５を経由し、導光装置１ｂの導光層１２ｂ中に入射する。
該導光層１２ｂ及び反射層１１ｂの相互に隣接する表面（即ち、導光層１２ｂの底面、又は反射層１１ｂの上面）は、反射面１１２ｂであり、均一光層１３ｂの反射層１１ｂから離れる側の表面（即ち、均一光層１３ｂの上面）は、出光面１３２ｂである。導光層及び均一光層中に拡散粒子を添加することもしないこともできる。また、導光層及び均一光層の両者の自身の可塑原料（そのうちに添加する拡散粒子を含む）の材質が同一である時、導光装置１ｂは、実質上、導光層及び反射層のみを有する押し出し成型された二層構造に相当する。
図２７に示す本発明の導光装置１ｂの実施例は、導光層及び均一光層の両者自身の可塑原料（そのうちに添加する拡散粒子）の材質が同一である場合を例とする。本実施例において、該入光面１５及び出光面１２１ｂは、相互に垂直である。該出光面１２１ｂの任意の位置上の該出光面１２１ｂに垂直な法線Ｎを定義することができる。
反射層１１ｂの特性により、導光層１２ｂ内部の下向きに屈折する光２０が反射面１１２ｂに向かう時、光２０は、微小構造を具える反射面１１２ｂに反射２０３され、導光層１２ｂに戻り、角度を変化する。しかしながら、導光層１２ｂ内部に進行する光２０が出光面１３２ｂに向かう時、該光２０の進行方向及び該出光面１３２ｂの法線Ｎの間の挟み角θの大きさの違いにより、反射２０１又は出光２０２の二種の異なる光学効果を有する。光２０が出光面箇所で反射するか出光するかを決定する要素の一つは、導光層及び均一光層自身の可塑原料の屈折率ｎ及び外部の空気の間の光屈折臨界角θｃにより決定される。そのうち、臨界角θｃ=sin-1(1/n)である。
該導光層１２ｂ及び反射層１１ｂの相互に隣接する表面（即ち、導光層１２ｂの底面、又は反射層１１ｂの上面）は、反射面１１２ｂであり、均一光層１３ｂの反射層１１ｂから離れる側の表面（即ち、均一光層１３ｂの上面）は、出光面１３２ｂである。導光層及び均一光層中に拡散粒子を添加することもしないこともできる。また、導光層及び均一光層の両者の自身の可塑原料（そのうちに添加する拡散粒子を含む）の材質が同一である時、導光装置１ｂは、実質上、導光層及び反射層のみを有する押し出し成型された二層構造に相当する。
図２７に示す本発明の導光装置１ｂの実施例は、導光層及び均一光層の両者自身の可塑原料（そのうちに添加する拡散粒子）の材質が同一である場合を例とする。本実施例において、該入光面１５及び出光面１２１ｂは、相互に垂直である。該出光面１２１ｂの任意の位置上の該出光面１２１ｂに垂直な法線Ｎを定義することができる。
反射層１１ｂの特性により、導光層１２ｂ内部の下向きに屈折する光２０が反射面１１２ｂに向かう時、光２０は、微小構造を具える反射面１１２ｂに反射２０３され、導光層１２ｂに戻り、角度を変化する。しかしながら、導光層１２ｂ内部に進行する光２０が出光面１３２ｂに向かう時、該光２０の進行方向及び該出光面１３２ｂの法線Ｎの間の挟み角θの大きさの違いにより、反射２０１又は出光２０２の二種の異なる光学効果を有する。光２０が出光面箇所で反射するか出光するかを決定する要素の一つは、導光層及び均一光層自身の可塑原料の屈折率ｎ及び外部の空気の間の光屈折臨界角θｃにより決定される。そのうち、臨界角θｃ=sin-1(1/n)である。
本実施例において、導光層（均一光層に相当）の屈折率n=1.58を例とし、n=1.58を上式に代入すれば、臨界角θc＝39.26°（約40°）を算出する。他の実施例において、導光層（均一光層に相当）の屈折率n=1.49を例とする時、臨界角θc＝42.16°（約42°）を算出する。出光面１３２ｂに向かう光２０及び法線Ｎの間の挟み角θが該臨界角θcより小さい時、該光２０は、出光２０２を該出光面１３２ｂから屈折して出す。該挟み角θが該臨界角θcより大きい時、該光２０は、反射２０１され、導光層１２ｂ中に戻される。
図２７に示す本発明の導光装置１ｂの実施例の構造は、その出光面の光型の角度及び光明度の間の対応曲線図を測定して示すことができる。図２８に示すように、それは二層構造（導光層及び反射層のみを有するか、均一光層及び導光層の可塑原料材質が同一である）、及び三層構造（異なる可塑原料材質を有し、即ち、異なる屈折率から構成される均一光層、導光層及び反射層である）の二種の導光装置により、その出光面の光型の角度及び光明度の間の対応曲線図を測定して示す。
図２８に示す曲線から分かるように、二層構造であり且つ特殊な均一光設計を有さない導光装置の実施例の曲線は、出光角度が０度に向かう垂直法線の右側が偏移し、異なる屈折率の均一光層が欠乏する状況において、出光面が射出する光が３０度〜５０度の傾斜視角範囲で最大明度を有することを示す。相対して、人の眼で見ることが適する０度の視角は、明度が低くなる。
しかしながら、適当な反射面微小構造深さ幅比、及び適当な均一光層及び導光層の屈折率及び厚さ比値の設計を有する三層構造導光装置の実施例の曲線は、出光面から射出する光線が明らかに正規角に導かれ、出光面が正、負２０度の角の視角範囲が最大明度を有し、バックライトモジュールの明度を増加することができる。
図２８に示す曲線から分かるように、二層構造であり且つ特殊な均一光設計を有さない導光装置の実施例の曲線は、出光角度が０度に向かう垂直法線の右側が偏移し、異なる屈折率の均一光層が欠乏する状況において、出光面が射出する光が３０度〜５０度の傾斜視角範囲で最大明度を有することを示す。相対して、人の眼で見ることが適する０度の視角は、明度が低くなる。
しかしながら、適当な反射面微小構造深さ幅比、及び適当な均一光層及び導光層の屈折率及び厚さ比値の設計を有する三層構造導光装置の実施例の曲線は、出光面から射出する光線が明らかに正規角に導かれ、出光面が正、負２０度の角の視角範囲が最大明度を有し、バックライトモジュールの明度を増加することができる。
前記の光性能の評価方式に基づき、多種の異なる深さ幅比の微小構造を有する反射面、異なる均一光層の屈折率及び導光層屈折率、及び異なる厚さ比を有する均一光層及び導光層に対し、交互に組み合わせを行い、逐一図２７及び図２８に示す方式に基づき、その出光面の光明度をシミュレーションと測量とをし、その結果を下表３に示す。
前記の出光面光明度の測量方式について、図２９を参照し、それは、本発明の導光装置１の出光面１３２の明度を測量する実施例の説明図である。図２９に示すように、平面図の方向が示す出光面１３２の範囲において、１３個の異なる位置の測定領域を選択する。異なる構造設計の導光装置１の側面光源２が発する光が導光装置中に入射し、該導光装置１の出光面１３２の計１３個の測定領域において、その正規角の光明度を測定度、その平均値を取得し、該平均値を測定した光明度として表３中に記入する。
表３：異なる深さ幅比の微小構造の反射面、及び異なる均一光層及び導光層の屈折率及び厚さ比の導光装置の光明度の統計
表３において、「構造の深さ幅比」欄内の値が指すのは、導光装置の反射面（即ち、反射層上表面）上の微小構造の深さＨ２及び幅Ｐ２比値である。「n1」欄内の値が指すのは、均一光層の屈折率値である。「n2」欄内の値が指すのは、導光層の屈折率値である。「t1」欄内の値は、均一光層の厚さ値である。「t2」欄内の値は、導光層の厚さ値である。「t1/t2」欄内の値は、均光層及び導光層両者の厚さの比値である。「光明度」の欄内の値は、図２９に示す実施例が測定して得られる出光面の計１３個の領域の光明度の平均値である。
表３中の番号１１〜６４の実施例が測量した光明度をその他の実施例の光明度と比較して分かるように、反射面の深さ幅比（H2/P2）値が0.233〜0.419の間（即ち、0.233≦H2/P2≦0.419）になるようにする時、好適な光明度を有することができる。また、n1<n2の実施例の光明度もn2>n1の実施例に比べて良好である。また、表３中の番号２３〜７８の実施例が測量した光明度から分かるように、反射面の深さ幅比（H2/P2）の値が0.2〜0.319の間になるようにする時、適当な光層及び導光層の厚さの比値の範囲が1≦t1/t2≦29内の三層構造の導光装置は、二層構造の導光装置（導光層の厚さ０）に比較し、より高い光明度を有することができる。また、三層構造の導光装置の光明度は、二層構造の導光装置の光明度と比べ、６７％高い。（例えば、番号５４及び番号５６の２つの実施例の光明度値を比較する）。更に、図２８に示すような三層構造の導光装置の実施例の曲線は、番号４２の実施例の三層構造に基づきシミュレーションして得られる曲線において、その出光面の光明度は、5755 nitsに達する。
図３０，３１，３２を参照し、それは、それぞれ本発明の導光装置中の反射面の深さ幅比（H2/P2）の光反射効果に対する異なる実施例図である。
図３０に示すように、反射面１１２ｃの深さ幅比H2/P2が小さすぎる時、光線２０ｃが反射層１１ｃの反射面１１２ｃの微小構造の反射を経た後、光線が大きな視角方向へ屈折し、正規角から離れ、出光面１３２ｃが得られる光の明度が比較的低いので、H2/P2の範囲が0.134以下でないことが好ましく、即ち、以下の数学式に適用する：
図３１に示すように、均一光層１３ｄの屈折率が導光層１２ｄの屈折率より小さい（n1<n2）時、例えば、n1＝1.49であり且つn2=1.58である時、下式の結果が得られる：
その結果、光線が反射層１１ｄの構造を経由し、正しく導かれた後、出光面１３２ｄに直接出射し、出光することができ、均一光層１３ｄ及び導光層１２dの界面に全反射を発生せず、光が導光層１２ｄ中に再度伝達され、光エネルギー量を損耗するので、比較的高い出光面１３２の光明度を獲得することができる。
図３２に示すように、反射面１１２ｅの深さ幅の比H2/P2が大きすぎる時、光線２０ｅは、反射層１１ｅの反射面１１２ｅ微小構造の反射を経た後、光線２０ｅが入光面１５側の方向へ屈折し、正規角から離れ、光明度が低くなるので、H2/P2の範囲が0.5以上でない時が好ましく、即ち、以下の数式に適合する：
上記の数学式から分かるように、本発明の導光装置の反射面の微小構造は、以下の数学式に適合する時、比較的高い出光面の明度を得ることができる：
そのうち、P2値が80μm〜250μmの間であることが好ましく、それが80μmより小さい場合、押し出し工程において、ローラが微小構造を押し出す成型率が低下し、250μmより大きい場合、出光面に明線現象が生じやすくなる。
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
１、１ａ 微小構造を具える反射均一光導光装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ 反射層
１１１、１１１ａ 反射粒子
１１２、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｅ 反射面
４１１２、４１２２，４１３２，４１４２ 反射面
４２１２、４２２２、４２３２、４２４２ 反射面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ，１２ｅ 導光層
１２１、１２１ａ、１２１ｂ 出光面
１３２、１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ 出光面
４１１１、４１２１、４２１１、４２２１ 出光面
１２２、１２２ａ、１３１、１３１ａ 拡散粒子
１３、１３ａ、１３ｂ 均一光層
１５ 入光面
２ 側面光源
２０、２０ｂ 光
２１、２２、２３ 原料桶
２４ スクリューミキシング
２５ 押し出し(鋳)型具
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３ ローラ
３１ サンドブラスト装置
３２ ノズル
３３ ローラ表面
４１，４２ 欄
４１１，４１２，４２１，４２２ 構造図
５ バックライトモジュール
５０ 光源モジュール
５１ 回路板
５２０ 導光板
５２３ 光射出平面
５２４ 反射板
５４ 光反射層
５５ プリズムモジュール
５６ 拡散膜
５７ 液晶パネル
５８１ 光
５８２ 最も明るい領域(最明領域)
５８３ 次に明るい領域(副明領域)
５８４ 比較的暗い領域
５９０ 光学膜
８０１〜８１５ 微小構造
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ 反射層
１１１、１１１ａ 反射粒子
１１２、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｅ 反射面
４１１２、４１２２，４１３２，４１４２ 反射面
４２１２、４２２２、４２３２、４２４２ 反射面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ，１２ｅ 導光層
１２１、１２１ａ、１２１ｂ 出光面
１３２、１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ 出光面
４１１１、４１２１、４２１１、４２２１ 出光面
１２２、１２２ａ、１３１、１３１ａ 拡散粒子
１３、１３ａ、１３ｂ 均一光層
１５ 入光面
２ 側面光源
２０、２０ｂ 光
２１、２２、２３ 原料桶
２４ スクリューミキシング
２５ 押し出し(鋳)型具
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３ ローラ
３１ サンドブラスト装置
３２ ノズル
３３ ローラ表面
４１，４２ 欄
４１１，４１２，４２１，４２２ 構造図
５ バックライトモジュール
５０ 光源モジュール
５１ 回路板
５２０ 導光板
５２３ 光射出平面
５２４ 反射板
５４ 光反射層
５５ プリズムモジュール
５６ 拡散膜
５７ 液晶パネル
５８１ 光
５８２ 最も明るい領域(最明領域)
５８３ 次に明るい領域(副明領域)
５８４ 比較的暗い領域
５９０ 光学膜
８０１〜８１５ 微小構造
Claims (7)
- 側面光源の使用を合わせ、且つ導光層と、反射層と、均一光層と、を含み、
該導光層は、入光面を設定し、該入光面は、該側面光源が発する光を該入光面から該導光層中に進入させることができ、
該反射層は、該導光層中の該反射層に向かう該光を該導光層に反射して戻し、
該均一光層の該反射層から離れる側の表面は、出光面であり、該導光層は、該反射層及び該均一光層の間に位置し、該出光面は、該導光層と垂直であり、該導光層内の該 光の少なくとも一部分を該出光面から射出させることができ、
該反射層、該導光層及び該均一光層の三者は、一体に押し出し成型され、該反射層及び導光層の間に空気界面を有さず、該導光層及び該反射層の間は、反射面を設定し、且つ該反射面上に立体微小構造を設置し、
前記反射面の微小構造の深さと幅の比のデータは、以下の関係式、
n1＜n2 ；
に適合し、そのうち、Ｈ２は、該反射面の微小構造の深さであり、Ｐ２は、該反射面の微小構造の幅であり、ｎ１は、該均一光層の屈折率であり、且つｎ２は、該導光層の屈折率であり、
前記微小構造を具える導光装置は、更に少なくとも、
該導光層中に添加する複数の拡散粒子；
該均一光層中に添加する複数の拡散粒子；
該出光面上に設ける立体の微小構造；
該反射層中に混合する異なる屈折率の二種の可塑原料；
該反射層中に添加する複数の反射粒子；
該出光面上に形成する疎密変化を制御可能な粗面又は霧面；
のうち１つを含み
前記導光層中に該複数の拡散粒子を添加する時、該導光層内の拡散粒子及び該導光層自身の可塑原料の基材の屈折率差（Δn）値は、0.04＜Δn＜0.1になるようにし、該導光層内の拡散粒子の粒径は、2μm〜10μmになるようにし、且つ該導光層自身の可塑原料の基材の屈折率が1.42-1.63になるようにし、
該均一光層中に該複数の拡散粒子を添加する時、該均一光層の拡散粒子及び該均一光層自身の可塑原料基材の屈折率の差（Δn）は、0.04＜Δn＜0.1になるようにし、該均一光層の拡散粒子の粒径が2μm〜10μmになるようにし、且つ該均一光層自身の可塑原料の基材の屈折率が1.42〜1.63になるようにし；
該反射層中に異なる屈折率の二種の可塑原料を混合する時、その異なる屈折率の二種の可塑原料の混合比は、7：3であり；
該反射層中に該複数の反射粒子を添加する時、該反射粒子の屈折率が2.2〜3.2であり、且つ添加濃度が0.5重量％であり、且つ該反射粒子の粒径は、4-50μmになるようにし、該反射層自身の可塑原料の屈折率は、1.6〜2.5になるようにし、且つ該反射層及び該導光層の二者の屈折率の差値が0.05〜1になるようにし、
該出光面上に該粗面を有する時、該出光面の粗度（Ra）値は、1μm＜Ra＜6μmになるようにしたことを特徴とする微小構造を具える導光装置。 - 更に、少なくとも下記の何れか１つの条件：
0.233≦ (H2/P2) ≦0.419；
P2値は、80μm〜250μmの間になるようにし；
反射面の深さと幅の比（H2/P2）値は、0.2〜0.319の間になるようにし、且つ均一光層の厚さt1及び導光層の厚さt2の比値の範囲は、1≦t1/t2≦29であり；
該反射面の微小構造は、非連続性の微小構造であり、且つ２つの隣り合う微小構造の間隔Ｇの値が0〜1.4mmになるようにする；
に適合する請求項１に記載の微小構造を具える導光装置。 - 前記出光面上に該粗面を有する時、該出光面の粗度（Ra）値が1μm＜Ra＜2.21μmになるようにする請求項１に記載の微小構造を具える導光装置。
- 前記出光面上に立体の微小構造を設置し、該出光面上の微小構造の配列方法は及び該反射面の微小構造の配列方向は、互いに平衡であるか直交する配列のうちの何れかであることを特徴とする請求項１に記載の微小構造を具える導光装置。
- 前記出光面上の微小構造及び該反射面の微小構造は、
複数の細長く且つ平行に配列した連続性三角形状を有する微小構造；
複数の細長く且つ平行に配列した連続性半円状を有する微小構造；
複数の陳列配列した連続性錐形を有する微小構造；
複数の陳列配列した連続性球形を有する微小構造；
複数の陳列配列した連続性弧状錐形を有する微小構造；
複数の細長く且つ平行に配列した非連続性立体三角形状を有し、異なる間隔且つ両側が入光面から離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造；
複数の細長く且つ平行に配列した非連続性立体三角形状を有し、等間隔且つ両側が入光面から離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造；
複数の細長く且つ平行に配列した非連続性立体半円状を有し、等間隔且つ両側が入光面から離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造；
複数の陳列配列した非連続性立体錐形を有し、異なる間隔且つ両側が入光面から離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造；
複数の細長く且つ陳列配列した非連続性立体の錐形を有し、等間隔で疎密変化する微小構造；
複数の陳列配列した非連続性立体球形微小構造を有し、異なる間隔且つ両側が入光面から離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造；
複数の陳列配列した非連続性立体の球形微小構造を有し、等間隔で疎密変化する微小構造；
複数の陳列配列した非連続性弧状錐形微小構造を有し、異なる間隔且つ両側が入光面から離れる箇所に向かって密集する疎密変化を制御可能な微小構造；
複数の陳列配列した非連続性弧状錐形微小構造を有し、等間隔で疎密変化する微小構造；
のうちの何れか１つである請求項４に記載の微小構造を具える導光装置。 - 側面光源と、導光層と、反射層と、均一光層と、少なくとも１つの光学膜と、を含み、
該導光層は、入光面を設定し、該入光面は、該側面光源が発する光を該入光面から該導光層中に進入させることができ、
該反射層は、該導光層中の該反射層に向かう該光を該導光層に反射して戻し、
該均一光層の該反射層から離れる側の表面は、出光面であり、該導光層は、該反射層及び該均一光層の間に位置し、該出光面は、該導光層と垂直であり、該導光層内の該光の少なくとも一部分を該出光面から射出させることができ、
該少なくとも１つの光学膜は、該出光面上に被さり、
該反射層、該導光層及び該均一光層の三者は、一体に押し出し成型され、該反射層及び導光層の間に空気界面を有さず、該導光層及び該反射層の間は、反射面を設定し、且つ該反射面上に立体微小構造を設置し、
該反射面の微小構造の深さと幅の比のデータは、以下の関係式、
n1＜n2 ；
に適合し、そのうち、Ｈ２は、該反射面の微小構造の深さであり、Ｐ２は、該反射面の微小構造の幅であり、ｎ１は、該均一光層の屈折率であり、且つｎ２は、該導光層の屈折率であり、
前記微小構造を具える導光装置は、更に少なくとも、
該導光層中に添加する複数の拡散粒子；
該均一光層中に添加する複数の拡散粒子；
該出光面上に設ける立体の微小構造；
該反射層中に混合する異なる屈折率の二種の可塑原料；
該反射層中に添加する複数の反射粒子；
該出光面上に形成する疎密変化を制御可能な粗面又は霧面；
のうち１つを含み、
前記導光層中に該複数の拡散粒子を添加する時、該導光層内の拡散粒子及び該導光層自身の可塑原料の基材の屈折率差（Δn）値は、0.04＜Δn＜0.1になるようにし、該導光層内の拡散粒子の粒径は、2μm〜10μmになるようにし、且つ該導光層自身の可塑原料の基材の屈折率が1.42-1.63になるようにし、
該均一光層中に該複数の拡散粒子を添加する時、該均一光層の拡散粒子及び該均一光層自身の可塑原料基材の屈折率の差（Δn）は、0.04＜Δn＜0.1になるようにし、該均一光層の拡散粒子の粒径が2μm〜10μmになるようにし、且つ該均一光層自身の可塑原料の基材の屈折率が1.42〜1.63になるようにし；
該反射層中に異なる屈折率の二種の可塑原料を混合する時、その異なる屈折率の二種の可塑原料の混合比は、7：3であり；
該反射層中に該複数の反射粒子を添加する時、該反射粒子の屈折率が2.2〜3.2であり、且つ添加濃度が0.5重量％であり、且つ該反射粒子の粒径は、4-50μmになるようにし、該反射層自身の可塑原料の屈折率は、1.6〜2.5になるようにし、且つ該反射層及び該導光層の二者の屈折率の差値が0.05〜1になるようにし、
該出光面上に該粗面を有する時、該出光面の粗度（Ra）値は、1μm＜Ra＜6μmになるようにした微小構造を具える導光装置を有するバックライトモジュール。 - 側面光源と、導光層と、反射層と、均一光層と、少なくとも１つの光学膜と、液晶パネルと、を含み、
該導光層は、入光面を設定し、該入光面は、該側面光源が発する光を該入光面から該導光層中に進入させることができ、
該反射層は、該導光層中の該反射層に向かう該光を該導光層に反射して戻し、
該均一光層の該反射層から離れる側の表面は、出光面であり、該導光層は、該反射層及び該均一光層の間に位置し、該出光面は、該導光層と垂直であり、該導光層内の該光の少なくとも一部分を該出光面から射出させることができ、
該少なくとも１つの光学膜は、該出光面上に被さり、
該液晶パネルは、該光学膜の該導光層から離れる側に位置し、
該反射層、該導光層及び該均一光層の三者は、一体に押し出し成型され、該反射層及び導光層の間に空気界面を有さず、該導光層及び該反射層の間は、反射面を設定し、且つ該反射面上に立体微小構造を設置し、
該反射面の微小構造の深さと幅の比のデータは、以下の関係式、
n1<n2 ；
に適合し、そのうち、Ｈ２は、該反射面の微小構造の深さであり、Ｐ２は、該反射面の微小構造の幅であり、ｎ１は、該均一光層の屈折率であり、且つｎ２は、該導光層の屈折率であり、
前記微小構造を具える導光装置は、更に少なくとも、
該導光層中に添加する複数の拡散粒子；
該均一光層中に添加する複数の拡散粒子；
該出光面上に設ける立体の微小構造；
該反射層中に混合する異なる屈折率の二種の可塑原料；
該反射層中に添加する複数の反射粒子；
該出光面上に形成する疎密変化を制御可能な粗面又は霧面；
のうち１つを含み、
前記導光層中に該複数の拡散粒子を添加する時、該導光層内の拡散粒子及び該導光層自身の可塑原料の基材の屈折率差（Δn）値は、0.04＜Δn＜0.1になるようにし、該導光層内の拡散粒子の粒径は、2μm〜10μmになるようにし、且つ該導光層自身の可塑原料の基材の屈折率が1.42-1.63になるようにし、
該均一光層中に該複数の拡散粒子を添加する時、該均一光層の拡散粒子及び該均一光層自身の可塑原料基材の屈折率の差（Δn）は、0.04＜Δn＜0.1になるようにし、該均一光層の拡散粒子の粒径が2μm〜10μmになるようにし、且つ該均一光層自身の可塑原料の基材の屈折率が1.42〜1.63になるようにし；
該反射層中に異なる屈折率の二種の可塑原料を混合する時、その異なる屈折率の二種の可塑原料の混合比は、7：3であり；
該反射層中に該複数の反射粒子を添加する時、該反射粒子の屈折率が2.2〜3.2であり、且つ添加濃度が0.5重量％であり、且つ該反射粒子の粒径は、4-50μmになるようにし、該反射層自身の可塑原料の屈折率は、1.6〜2.5になるようにし、且つ該反射層及び該導光層の二者の屈折率の差値が0.05〜1になるようにし、
該出光面上に該粗面を有する時、該出光面の粗度（Ra）値は、1μm＜Ra＜6μmになるようにした微小構造を具える導光装置を有する液晶ディスプレイ。
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