CN101382609A - 具有光收集层的光扩散板、面光源装置和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有光收集层的光扩散板、面光源装置和液晶显示装置。本发明提供了一种具有光收集层的光扩散板，其可以有效地避免产生裂缝以及在前方保证充分的亮度。本发明的具有光收集层的光扩散板包括光扩散基片和光收集片，它们被布置成叠层状态并且被结合在它们的周边部分处，使得在该光扩散基片和该光收集片之间形成空气层。

Description

具有光收集层的光扩散板、面光源装置和液晶显示装置
技术领域
本发明根据巴黎公约享受申请号为2007-232875的日本专利申请的优先权，该申请的全部内容在此结合作为参考。
本申请涉及一种具有光收集层的光扩散板，有效地避免产生裂缝以及保证前方的充分亮度，示出了在前方的充分亮度的高品质的面光源装置，以及一种液晶显示装置。
背景技术
例如，众所周知其中面光源装置作为背光的液晶显示装置配置在包括液晶单元的液晶面板(即图像显示件)的后侧。由于面光源装置作为背光，因此已知面光源装置包括置于灯箱中(或者盒子中)的多个光源，置于光源前侧的光扩散板，和作为光收集片、置于光扩散板前侧的透镜片。例如，日本专利3123006中公开了一种具有上述结构的面光源装置。
发明内容
但是，上述面光源装置具有的问题在于由于光收集片简单地层叠在光扩散板的前侧，因此光扩散板和光收集片相互摩擦并产生裂缝。
本发明正是基于上述技术背景的考虑而产生的。本发明的目的是提供一种具有光收集层的光扩散板，充分地防止产生裂缝以及保证在前方的充分亮度，示出了在前方的充分亮度的高品质的面光源装置，以及一种液晶显示装置。
为了达到上述目的，本发明提供了如下装置。
(1)具有光收集层的光扩散板，包括光扩散基片和光收集片，其置于叠层状态并在周边部分结合，其中在光扩散基片和光收集片之间形成空气层。
(2)面光源装置，包括如上述第1项所述的具有光收集层的光扩散板，和置于光扩散板后侧的多个光源，其中光收集片置于光扩散板的前侧。
(3)液晶显示装置，包括如上述第1项所述的具有光收集层的光扩散板，置于光扩散板后侧的多个光源，和置于光扩散板前侧的液晶面板，其中光收集片置于光扩散板的前侧。
附图说明
图1是说明了根据本发明的液晶显示装置的实施例的示意图。
图2是根据本发明的具有光收集层的光扩散板的实施例的透视图。
图3是图2的光扩散板在x—x方向的截面图。
图4是根据本发明的具有光收集层的光扩散板的另一个实施例的截面图。
图5是根据本发明的具有光收集层的光扩散板的另一个实施例的透视图。
参考标记的简要描述
1＝面光源装置
2＝光源
3＝光扩散板
20＝液晶面板
30＝液晶显示装置
31＝光扩散基片
32＝光收集片
33＝空气层
34＝周边结合部分
Q＝前方(或者法线方向)
具体实施方式
根据发明的第一项(1)，光扩散基片和光收集片结合在它们的周边部分，因此，光扩散基片和光收集片不互相摩擦，从而有效地防止了光扩散板的裂缝产生。进一步，空气层形成在光扩散基片和光收集片之间的除了周边结合部分之外的区域处，因此，可以充分保证前方的光扩散板的亮度。
根据发明的第二项(2)，具有光收集层的光扩散板上没有裂缝，这样可以提供能够发射高质量光并在前方具有高亮度的面光源装置。
根据发明的第三项(3)，具有光收集层的光扩散板上没有裂缝，这样可以提供可以获得高品质图像并在前方具有高亮度的液晶显示装置。
执行本发明的最佳模式
如图1，说明了根据本发明的液晶显示装置的一个实施例。在图1中，数字(30)表示液晶显示装置；(11)表示液晶单元；(12)和(13)表示偏振板；(1)表示面光源装置(即背光)。偏振板(12)和(13)分别布置在液晶单元(11)的上侧和下侧，这样三个数字(11)，(12)，(13)组成了作为图像显示器的液晶面板(20)。作为液晶单元(11)，优选选用可以显示彩色图像的液晶单元。
面光源装置(1)布置于在液晶面板(20)的下侧(即在液晶面板的后侧)上的偏振板(13)的下侧。也就是说，液晶显示装置(30)是直接型的液晶显示装置。
面光源装置(1)包括灯箱(5)，形状如高度低的盒子形状，其上侧(或者前侧)处被开口，从上方看是矩形；在灯箱(5)中多个互相间隔的光源(2)；和布置于多个光源(2)的上侧(或者前侧)上的光扩散板(3)。光扩散板(3)固定到灯箱(5)，以使得封闭灯箱(5)的开口。进一步地，在灯箱(5)的内表面上提供了光反射层(未显示出)。对光源(2)的选择没有限制，例如，可以使用冷阴极射线管，发光二极管(或者LED)等。
如图2和图3所示，光扩散板(3)包括光扩散基片(31)和光收集片(32)，其相互平行放置并互相结合在周边部分，从而在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间的除了它们的周边结合部分(34)之外的区域处形成空气层(33)。在本实施例中，光扩散基片(31)的周边部分通过包含粘合树脂的周边结合部分(34)被结合在光收集片(32)的周边部分。再次，在该实施例中，光扩散基片(31)和光收集片(32)以非接触的叠层状态被放置，所以互相不接触(见图3)。
在液晶显示装置(30)中，光扩散板(3)与其放置在前侧(在液晶面板(20)的这侧)的光收集片(32)一起放置(见图1)。也就是说，在液晶显示装置(30)中，光扩散板(3)与其放置在后侧(在光源(2)的这侧)的光扩散层(31)一起放置(见图1)。
上述结构的光扩散板(3)可以确定地防止出现裂缝，因为光扩散基片(31)由于它们的周边结合而不会在光收集片(32)上发生摩擦。光扩散板(3)还在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间的除了周边结合部分(34)之外的区域处具有空气层(33)。因此，面光源装置(1)可以在前方(或者法线方向)(Q)以较高亮度照明；以及液晶显示装置(30)可以在前方(或者法线方向)(Q)以较高亮度来显示图像。
在液晶显示装置(30)中，光扩散板(3)的周边结合部分优选被设计成能被环绕在图像显示部分的防护框架部分(黑色或者类似颜色)隐藏的尺寸。这样，周边结合部分(34)在显示图像上的不良影响可以被消除。
在本实施例中，光扩散基片(31)的周边部分通过包含粘合性树脂的周边结合部分(34)结合在光收集片(32)的周边部分。但是，周边结合的方法并不局限于粘合性树脂，能将光扩散基片(31)的周边部分结合在光收集片(32)的周边部分的任何方法都可以使用。以上方法的详细例子包括激光焊接，热焊接，超声焊接，利用丝状材料熔合，粘合带，利用粘合性粒子结合，等等。
在本发明中，需要在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间的除了上述周边结合部分(34)之外的区域处形成空气层(33)。出于此考虑，使用术语“空气层”包括光扩散基片(31)和光收集片(32)相互之间光学上非紧密接触的情况。这个如图4所描述，在图4中：结合表面是不平的光收集片(32)以接触的状态层叠在光扩散基片(31)上，它们通过经由周边结合部分(34)在它们的周边部分处以焊接方式互相结合，以致于在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间除了该周边结合部分(34)之外的区域处形成空气层(33)。在如图4所示的结构中，光收集片(31)的不平表面的一部分与光扩散基片(31)在除了周边结合部分(34)之外的区域处接触。但是，上述不平表面不能允许在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间紧密的光学接触，因此，在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间形成空气层(33)。
注意，当光扩散基片(31)与光收集片(32)紧密地光学接触时(或者是在两者间没有形成空气层时)，不能在前方(Q)获得充分的亮度。
在本发明中，光扩散基片(31)可以是能扩散透射光的任何一种。在这种材料中，优选使用具有分散在其中的光扩散粒子(光扩散体)的透明材料的板。
构成光扩散基片(31)的透明材料不受限制。例如，此材料可以包括透明树脂，无机玻璃，等等。作为透明树脂，优选使用透明热塑性树脂，这是因为它们容易模制。热塑性树脂的例子包括但不局限于聚碳酸酯树脂，ABS树脂(或者丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物树脂)，甲基丙酸烯树脂，甲基异丁烯酸盐—苯乙烯共聚物树脂，聚苯乙烯树脂，AS树脂(或者丙烯腈—苯乙烯共聚物树脂)，聚丙烯树脂(例如聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，等等)之类的。
上述光扩散粒子也是不受限制的，可以采用任何种类的粒子，其与构成光扩散基片(31)的透明树脂不兼容，并具有与透明树脂的折射率不相同的折射率，其能够扩散透射光。例如，光扩散粒子包括无机粒子，例如硅离子，碳酸钙粒子，硫酸钡粒子，氧化钛粒子，氢氧化铝粒子，无机玻璃粒子，云母粒子，滑石粒子，白炭粒子，氧化镁粒子，氧化锌粒子；和有机粒子，例如交联甲基丙烯酸树脂粒子，甲基丙烯酸聚合树脂粒子，交联苯乙烯树脂粒子，聚合苯乙烯树脂粒子，硅氧烷基聚合粒子。上述粒子种类的至少一种或者作为混合物的两种或更多种的粒子可以用做光扩散粒子。
通常，使用具有从0.1μm到50μm的平均体积的粒子大小光扩散粒子。平均体积粒子大小(D50)是如下确定的粒子的粒子大小：测量所有粒子的例子大小和体积；以从具有最小粒子尺寸的粒子至找到占所有粒子的总体积的50％的整体体积的顺序，对粒子的体积进行积分；以及测量当积分体积达到总体积的50％时找到的粒子的粒子尺寸。
使用的光扩散粒子的数量根据期望的透射光的扩散程度而变化。通常，按质量0.01至20份的光扩散粒子被包括在透明树脂的按质量100份中。优选的，按质量0.1至10份的光扩散粒子被包括在透明树脂的按质量100份中。
光扩散基片(31)的厚度通常在0.1至10mm。
上述的光收集片也是不受限制的，例如使用一个片，其中具有良好的光收集作用的透镜例如良好的棱镜、良好的凸透镜、双凸透镜等形成在该片的整个表面上。光收集片(32)收集光线，该光线在透过光扩散基片(31)的同时扩散，在法线方向(Q)到光扩散板(3)。
例如，用作光收集片(32)的材料包括但是不局限于聚碳酸酯树脂，ABS树脂(或者丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物树脂)，甲基丙酸烯树脂，甲基异丁烯酸盐—苯乙烯共聚物树脂，聚苯乙烯树脂，AS树脂(或者丙烯腈—苯乙烯共聚物树脂)，聚丙烯树脂(例如聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，等等)之类的。在此对商业上可用的光收集片(31)的产品的选择不受限制，例如由SMMITOMO 3MLIMITED生产的
Figure A200810173710D00071
(一种层压材料，包括厚度为125μm的聚酯薄膜和在该聚酯薄膜上形成的30μm厚的丙烯酸树脂层，其具有深度(H)为25μm的V型的凹槽，在底部的开口角度为90度，倾斜间隔(P)在表面为50μm)(见图2)；由SEKISUI FILM有限公司生产的
Figure A200810173710D00072
等等。
光收集片(32)的厚度(T)通常设置在从0.02至5mm，优选从0.02至2mm。
空气层(33)的厚度(E)通常在1至100μm，优选是5到20μm。
构成上述周边结合部分(34)的粘合性树脂也是不受限制的，例如可以使用，丙烯酸树脂，氨基甲酸乙酯基树脂，聚醚树脂，硅酮基树脂，环氧树脂或者类似的。粘合性树脂的折射率没有特别的限定。
从接合强度的改善的观点来看，上述周边结合部分(34)的面积越大越好。另一方面，从确保避免周边结合部分(34)的影响的观点来看，不期望将周边结合部分(34)从被包围图像显示部分的防护框架部分(黑色或者类似的)所隐藏的区域中尽可能多地投影到显示图像上。考虑到所有的观点，周边接合部分(34)的面积(如正视图的面积)优选占光扩散基片(31)和光收集片(32)的层压板的整个面积的3％到20％。
在本实施例中，周边接合结合部分(34)在正视图中形成为框架形状，在周边边缘部分的纵向是连续的(见图2)。但是，周边结合部分的形状不限于此一种：也就是说，如图5所示，周边结合部分在周边边缘部分的纵向上是不连续形成的。
优选地，光收集片(32)的接合表面和光扩散基片(31)的接合表面中的至少一个是不平的，以至于即使在光收集片(32)和光扩散基片(31)互相接触时不会引起该光收集片(32)和该光扩散基片(31)之间的光学紧密接触。也就是说，即使在光收集片(32)和光扩散基片(31)相互接触时，仍保证在该光收集片(32)和该光扩散基片(31)之间具有空气层(33)。该不平表面(根据JIS B0601-2001)的不规律的Rz的10磅因的高度，优选在1.0到100μm，更优选在1.0到50μm。
本发明中的光扩散板(3)可以被热压制造，例如，使用上述粘合性树脂，或者热焊接或者类似的。这些方法仅仅是说明性的，本发明中的光扩散板(3)不仅限于这些方法。
本发明中光扩散板(3)的厚度(s)通常被设置在0.1到15mm。光扩散板(3)的尺寸(或者面积)不被限制，例如可以根据想要的面光源装置(1)或者液晶显示装置(30)的尺寸做适当的选择。通常设计的面积为20cm*30cm至250cm*200cm。
本发明中的光扩散板(3)、面光源装置(1)、液晶显示装置(30)不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神的前提下可以更换其他的设计。
例子
接下来，将解释本发明的具体例子。然而，本发明的范围不限于下述例子。
<例1>
丙烯酸树脂粘合剂使用在光扩散基片(31)的上部且不平表面的周边结合部分，其具有2.0mm的厚度，根据JIS K-7361测量达到总计70％的透光率(其中，根据JIS B0601-2001测量，不平表面的Rz为2.3μm，)。此后，光收集片(32)层叠并压在光扩散基片(31)的不平表面上，用以制作包括光扩散基片(31)和光收集片(32)的光扩散板(3)，该光扩散基片(31)和光收集片(32)被布置成叠层状态并且被结合于它们的周边部分，如图2和图3所示。作为光收集片(32)，使用由SMMITOMO 3M LIMITED生产的“
Figure A200810173710D0009105009QIETU
”(一种层压材料，包括厚度为125μm的聚酯薄膜和在该聚酯薄膜上形成的30μm的丙烯酸树脂层，其具有深度(H)为25μm的V型的凹槽，在底部的开口角度为90度，倾斜间隔(P)在表面为50μm)(见图2)。在最终的光扩散板(3)中，空气层(33)的厚度(E)为10μm，周边结合部分的面积(34)与光扩散基片(31)和光收集片(32)的层压板的整个面积的比例是11.5％。
接下来，使用这种光扩散板(3)来制造具有上述结构的如图1所示的面光源装置(11)。作为光源(2)，使用冷阴极射线管。这种面光源装置(1)的在前方(或者法线方向)(Q)的亮度可以被测量。结果为7367cd/m2。
<比较例1>
除了在如上所述的光扩散基片的上表面的整个区域使用的丙烯酸树脂粘合材料外，以与例1相同方法制造面光源装置，随后将如上所述的光收集片(SMMITOMO 3M LIMITED生产的“
Figure A200810173710D0009105009QIETU
”)的层叠和压制在光扩散基片上。这种面光源装置(1)的在前方(或者法线方向)(Q)的亮度可以被测量。结果为5213cd/m2。
使用本申请的光扩散板的制作的如例1中的面光源装置可以在前侧(或法线方向)中得到充分的高亮度。在例1中的光扩散板中，光扩散基片和光聚片被结合在它们的周边部分处，因此，光扩散板和光收集片不会相互摩擦。因此，光扩散板不会产生任何摩擦裂缝。
相反，在比较例1中，光扩散基片的表面的整个区域使用粘合材料允许在光扩散基片和光收集片之间没有空气层。因此，最终的面光源装置不能在前方(或法线方向)中得到充分的亮度。
本发明的光扩散板优选用在面光源装置中。但是，光扩散板的应用不局限于此。本发明的面光源装置优选用作液晶显示装置的背光。但是，面光源装置的应用不局限于此。

Claims (3)

1、一种具有光收集层的光扩散板，其包括光扩散基片和光收集片，它们被布置成叠层状态并且被结合在它们的周边部分处，其中在该光扩散基片和该光收集片之间形成空气层。
2、一种面光源装置，其包括如权利要求1所述的具有光收集层的光扩散板，以及布置在该光扩散板的后面上的多个光源，其中光收集片布置在该光扩散板的前侧上。
3、一种液晶显示装置，其包括如权利要求1所述的具有光收集层的光扩散板，布置在该光扩散板的后侧的多个光源，和布置在该光扩散板的前侧上的液晶显示面板，其中光收集片布置在该光扩散板的前侧上。
CNA2008101737109A 2007-09-07 2008-09-05 具有光收集层的光扩散板、面光源装置和液晶显示装置 Pending CN101382609A (zh)

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