JP2008146047A

JP2008146047A - 光学板

Info

Publication number: JP2008146047A
Application number: JP2007298507A
Authority: JP
Inventors: Tung-Ming Hsu; 東明許; Shao-Han Chang; 紹漢章
Original assignee: Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2008-06-26
Also published as: CN101196578A; US20080137202A1

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た透明樹脂と、前記透明樹脂の内に分布される拡散粒子と、を含み、前記第一透明層の表面には、複数の円錐台形凹部が形成され、前記第二透明層の表面には、マトリクス方式に配列される複数のマイクロ凹部が形成されている。前記マイクロ凹部は、互いに連接する少なくとも３つの側面から形成され、且つ各々側面の水平幅が前記拡散層から遠い方向へ徐々に大きくなる。
【選択図】図２

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、従来の光学板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１５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１５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１５を通過する時、プリズムシート１５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１５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１５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１５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た透明樹脂と、前記透明樹脂の内に分布される拡散粒子と、を含み、前記第一透明層の表面には、複数の円錐台形凹部が形成され、前記第二透明層の表面には、マトリクス方式に配列される複数のマイクロ凹部が形成されている。前記マイクロ凹部は、互いに連接する少なくとも３つの側面から形成され、且つ各々側面の水平幅が前記拡散層から遠い方向へ徐々に大きくなる。

上述したように、第一透明層、第二透明層及び拡散層が一体に成型される光学板において、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、前記第一透明層の表面には、複数の円錐台形凹部が形成され、前記第二透明層の表面には、マトリクス方式に配列される複数のマイクロ凹部が形成されている。光線が前記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、前記拡散された光線が他の透明層によって集光される。

前記光学板を用いる時、光線が一体に成型された前記光学板を通過するので、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、一体に成型された前記２つの透明層と拡散層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。

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、前記拡散層２２の上に第二透明層２３を射出成型する。ここで、金型は、二色射出成型金型を用いる。前記光学板２０の製造の順序を一定に変動されることができるが、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。

図３乃至図６を参照すると、前記第一透明層２１の外表面には、マトリクス方式に配列される複数の円錐台形凹部２１１が形成されている。前記第二透明層２３の外表面には、マトリクス方式に配列される複数のマイクロ凹部２３１が形成されている。前記各々のマイクロ凹部２３１は、互いに隣接する４つの側面で囲んで形成される倒置された四角錐台である。前記側面の水平幅は、前記拡散層２２から遠い方向へ徐々に大きくなる。

前記第一透明層２１の円錐台形凹部２１１の半径は、前記拡散層２２から遠い方向へ徐々に小さくなる。且つ、前記円錐台形凹部２１１の軸心線と母線の夾角は、３０度〜７５度であり、互いに隣接する２つの円錐台形凹部２１１の中心間の距離は、０．０２５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記円錐台形凹部２１１の最大半径は、互いに隣接する２つの円錐台形凹部２１１の中心間の距離の１／４乃至１倍である。

本実施例で、前記第二透明層２３のマイクロ凹部２３１は、側面が２つずつ向い合う等脚台形である。向い合う２つの側面の夾角αと、他の２つの側面の夾角βが相等である。その夾角α、βの範囲は６０度〜１２０度である。前記光学板２０の光出射強度及び視角範囲は、夾角α、βが変化することに従って変化する。且つ、互いに隣接する２つのマイクロ凹部２３１のＸ方向の中心間の距離と、互いに隣接する２つのマイクロ凹部２３１のＹ方向の中心間の距離の範囲は０．０２５ｍｍ〜１ｍｍである。また、前記マイクロ凹部の４つの側面をサイズ及び形状が相異する他の四角形に設けることもできる。

第一透明層２１及び第二透明層２３を同じ透明樹脂材料から製造することができる。その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。第一透明層２１及び第二透明層２３を異なる透明樹脂材料から製造することもできる。

前記拡散層２２は、第一透明層２１と第二透明層２３との間に配置される透明樹脂２２１と、前記透明樹脂２２１の内に分布される拡散粒子２２３と、を含む。前記拡散板２２は、入射された光源の光線を均一に拡散させる。前記光学板２０の透光率は、前記透明樹脂２２１と拡散粒子２２３の組成比によって決まり、好ましくは、前記光学板２０の透光率を３０％〜９８％にする。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ることができる。前記拡散層２２の拡散粒子２２３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ことができる。前記拡散粒子２２３は、従来技術の拡散板に分布される拡散粒子のように、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。また、本実施例において、前記拡散層２２と前記第一透明層２１の接続面と、前記拡散層２２と前記第二透明層２３の接続面は、すべて平面である。

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、入射された光線が前記第一透明層２１の複数の円錐台形凹部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のマイクロ凹部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が一体に成型された前記光学板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。

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、入射された光線が前記第二透明層２３の複数のマイクロ凹部２３１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一透明層２１に入射されて、前記第一透明層２１の円錐台形凹部２１１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が一体に成型された前記光学板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光線が損失されることを防ぐことができ、また、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。

図７は、本発明の第二実施例に係る光学板４０の断面図である。本実施例の光学板４０と第一実施例の光学板２０が異なるところは、第二透明層４３のマイクロ凹部４３１は、互いに隣接する４つの三角形側面を具備し、且つこの４つの三角形側面で囲んで形成された倒置する四角錐であることである。前記４つの三角形側面において、２つずつ向い合う側面の夾角が相等であり、その夾角の範囲が６０度〜１２０度である。

図８は、本発明の第三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、第二透明層５３のマイクロ凹部５３１は、４つの台形側面を具備し、且つ向い合う２つの台形側面の面積が向い合う他の２つの台形側面の面積より大きいことである。また、前記４つの側面において、向い合う２つの側面を台形にし、向い合う他の２つの側面を三角形にすることもできる。

図９は、本発明の第四実施例に係る光学板６０の断面図である。本実施例の光学板６０と第一実施例の光学板２０が異なるところは、前記光学板６０の第一透明層６１と拡散板６２の接続面が曲面であることである。これは、前記第一透明層６１と前記拡散板６２との間の接続力を向上させることができるためである。第四実施例において、前記曲面は、前記第二透明層６３のマイクロ凹部の形状と対応する構造を持つ。

また、前記第二透明層６３と前記拡散板６２との間の接続力を向上させるために、第二透明層６３と拡散板６２の接続面も曲面にすることができる。前記曲面も、前記第一透明層６１の円錐台形凹部の形状と対応する構造を持つ。また、第一透明層６１と拡散板６２の接続面、或いは前記第二透明層６３と前記拡散板６２の接続面は、他の構造を持つ曲面であることもできる。

他の実施例に係る光学板において、複数のマイクロ凹部は、光源の位置が変化することよって、マイクロ凹部の列とＸ方向が一定な夾角をなすように配列することができる。ここで、夾角の範囲は０度〜９０度である。また、マイクロ凹部を３つの側面から形成される三角錐、或いは三角錐台にすることができ、又は、４つ以上の側面から形成される多角錐、或いは多角錐台であることもできる。

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に示す光学板の上面図である。図２に示す光学板の底面図である。図２に示す光学板のＶ−Ｖ線による断面図である。図２に示す光学板のＶI−ＶI線による断面図である。本発明の第二実施例に係る光学板の斜視図である。本発明の第三実施例に係る光学板の斜視図である。本発明の第四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円錐台形凹部
２２拡散層
２２１透明樹脂
２２３拡散粒子
２３第二透明層
２３１マイクロ凹部
４０光学板
４３１マイクロ凹部
５０光学板
５３１マイクロ凹部
６０光学板
６１第一透明層
６２拡散層
６３第二透明層

Claims

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、
前記第一透明層の表面には、複数の円錐台形凹部が形成され、
前記第二透明層の表面には、マトリクス方式に配列される複数のマイクロ凹部が形成され、
前記マイクロ凹部は、互いに連接する少なくとも３つの側面から形成され、且つ各々側面の水平幅が前記拡散層から遠い方向へ徐々に大きくなることを特徴とする光学板。
前記第一透明層の円錐台形凹部がマトリクス方式に配列されることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
前記第一透明層の互いに隣接する２つの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。
前記第一透明層の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。
前記第二透明層のマイクロ凹部の形状が倒置する四角錐、或いは四角錐台であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
前記第二透明層のマイクロ凹部の向い合う２つの側面の夾角が６０度〜１２０度であることを特徴とする請求項５に記載の光学板。
前記第二透明層の互いに隣接する２つのマイクロ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。
前記第一透明層と拡散層の接続面、及び、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に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
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ることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
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。