(57)【要約】【課題】光線の拡散角度を制御できるだけでなく、更に光線を十分に混合する効果を達成することができる光学薄板を提供する。【解決手段】本発明が提供する光学薄板は、本体と構造表面層を含む。該本体は、平面と、ベース部と、上部と、を含む。該構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を有し、該凹状構造は、該平面上に設置され、各凹状構造は、少なくとも２つの第１曲面及び少なくとも２つの第２曲面を有し、該第１曲面は、該ベース部に延伸し、且つ該第２曲面は、該ベース部に延伸する。該第１曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第１曲面は、該上部箇所で相互に接続し、第１弧面を形成し、該第２曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第２曲面は、該上部箇所で相互に接続し、第２弧面を形成する。このように、本発明の光学薄板は、良好な拡散効果を達成し、良好な輝度均一度を得ることができ、且つ増光膜又はその他の光学膜をスクラッチすることを回避する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線の拡散角度を調整制御することに用いる光学薄板であって、前記光学薄板は、本体と、構造表面層と、を含み、
前記本体は、平面と、ベース部と、上部と、を含み、前記平面、前記ベース部及び上部が相互に交わり合い、
前記構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を有し、前記凹状構造は、前記平面上に設置され、各凹状構造は、少なくとも２つの相互に対向する第１曲面及び少なくとも２つの相互に対向する第２曲面を有し、前記第１曲面は、前記ベース部に延伸し、且つ前記第２曲面は、前記ベース部に延伸し、
そのうち、前記第１曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第１曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第１弧面を形成し、前記第２曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第２曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第２弧面を形成する光学薄板。
【請求項２】
前記各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである請求項１記載の光学薄板。
【請求項３】
前記ベース部が点状、平面状又は弧面状を呈するものである請求項１記載の光学薄板。
【請求項４】
前記光学薄板が、主体層を更に含み、前記主体層が前記構造表面層の下方に位置し、前記主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、前記光拡散粒子の屈折率及び前記主体層の屈折率が異なるものである請求項１記載の光学薄板。
【請求項５】
前記光学薄板が、基底層を更に含み、前記基底層は、前記主体層の下方に位置し、前記基底層は、紫外光吸収剤を含む請求項４記載の光学薄板。
【請求項６】
前記２つの第１曲面が前記ベース部に相互に対称である請求項１記載の光学薄板。
【請求項７】
前記２つの第２曲面が前記ベース部に相互に対称である請求項１記載の光学薄板。
【請求項８】
光線の拡散角度を調整制御することに用いる光学薄板であって、前記光学薄板は、本体及び構造表面層を含み、
前記本体は、平面及び上部を含み、
前記構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を含み、前記前記凹状構造は、前記平面上に設置され、各凹状構造は、第１曲面及び少なくとも２つの相互に対向する第２曲面を有し、前記第１曲面は、下向に延伸し、且つ前記第２曲面と相互に隣接し、
そのうち、前記第１曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第１曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第１弧面を形成し、前記第２曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第２曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第２弧面を形成する光学薄板。
【請求項９】
前記各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである請求項８記載の光学薄板。
【請求項１０】
前記光学薄板が、主体層及を更に含み、前記主体層が前記構造表面層の下方に位置し、前記主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、前記光拡散粒子の屈折率及び前記主体層の屈折率が異なるものである請求項８記載の光学薄板。
【請求項１１】
前記基底層は、前記主体層の下方に位置し、前記基底層は、紫外光吸収剤を含む請求項１０記載の光学薄板。
【請求項１２】
前記２つの第２曲面が前記第１曲面に相互に対称である請求項８記載の光学薄板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学薄板に関し、特に複数の凹状構造を有する光学薄板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイと関連する技術は、急激に進歩し、液晶ディスプレイの販売価格を徐々に下降させているだけでなく、そのディスプレイも従来のＣＲＴディスプレイに徐々に迫っている。一般的に、液晶ディスプレイは、バックライトモジュール(backlight module)及び液晶パネル(LCD panel)を含み、バックライトモジュールは、画面を表示する時に必要な光線を提供することに用い、液晶パネルは、その内部の液晶の配列方式を変化させることにより光線を通過させるかを制御することができる。図1において、図1が示すのは、市場における液晶ディスプレイの各部材の説明図である。この液晶ディスプレイ１は、バックライトモジュール１１及び液晶パネル１２を含み、このバックライトモジュール１１は、反射マスク１１１と、複数の灯源１１２と、拡散板１１３と、増光膜１１４と、を含み、そのうち、灯源１１２は、反射マスク１１１内に配置され、拡散板１１３の作用は、灯源１１２が発する光線を拡散することであり、増光膜１１４は、拡散した光線を収束する（condense）ことに用いるものである。
【０００３】
拡散板１１３の主要な構成材質は、例えば、ポリメチルメタクリレート(poly methyl methacrylate)、ポリカーボネート(polycarbonate)またはポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate)等の透明物質であり、且つ拡散板１１３内は、複数の光拡散粒子（図示せず）を散布し、この光拡散粒子の屈折率及び拡散板１１３の主要な構成材質は異なるものであるので、光線が拡散板１１３及び拡散粒子の境界面を通過する時、その進行方向は、屈折を生じ、それにより光線を拡散させる効果を達成する。
【０００４】
液晶ディスプレイがリビングに置かれるテレビに用いられる時、それは、ディスプレイ前方（例えば、位置Ａ）に位置する使用者がはっきりと見ることができるようにするだけでなく、同時にディスプレイの側方（例えば、位置Ｂ）に位置する使用者もはっきりと見ることができるようにする必要があるので、その光の拡散角度は、十分に大きくなければならない。反対に、液晶ディスプレイがオフィスのデスク前に置かれ、パソコンのディスプレイとして用いられる時、ディスプレイ正面（例えば、位置Ａ）に位置する使用者がはっきりと見ることができるだけでよいので、その光の拡散角度は、比較的小さくてよい。しかしながら、光拡散粒子は、拡散板１１３内の散布方式が不規則であるので、光線の拡散角度を精確に制御することができない。
【０００５】
従って、光線の角度を如何に精確に制御するかは、当業者が思量するに値する問題である。米国特許ＵＳ７３２０５３８において、図2に示すような光学薄板２が開示されている。該光学薄板２は、主体層２２と構造表面層２１を含み、この構造表面層２１は、粘着層２９により主体層２２の上方に設置されるものである。構造表面層２１上に複数の凹状構造２４を設置し、各凹状構造２４は、２つの第１表面２４Ａ及び２つの第２表面２４Ｂを含む。光線が該第１表面２４Ａ又は第２表面２４Ｂを通過する時、入射角度を有するので、屈折又は全反射を発生する。米国特許ＵＳ７３２０５３８の光学薄板２も、２つの第１表面２４Ａ及び２つの第２表面２４Ｂにより、凹状構造２４を通過する光線の拡散角度を変化させている。
【０００６】
しかしながら、上記の光学薄板２は、大きな欠陥が存在する。第１表面２４Ａが平面であるので、光線は、該第１表面２４Ａを通過した後、その射出する光線は、相互に平行であり、従って、良好な拡散効果を達成することができない。同様に、該第２表面２４Ｂも良好な拡散効果を達成することができない。この場合、液晶ディスプレイの輝度(Brightness)が十分に均一でなく、消費者が購買する意欲を低下させる。また、相互に隣接する凹状構造２４の間の隣接箇所２４４は、鋭利な尖角を呈するので、図１に示すような増光膜１１４またはその他の種類の光学膜がその上に置かれる時、容易にスクラッチが発生する。
【０００７】
従って、光学薄板の輝度の均一度を如何に増加し、その他の光学膜をスクラッチする確率を低下するかは、当業者の努力の目標となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許ＵＳ７３２０５３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、光線の拡散角度を制御できるだけでなく、更に光線を十分に混合する効果を達成することができる光学薄板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する為、本発明が提供する光学薄板は、光線の拡散角度を調整制御することに用い、該光学薄板は、本体と構造表面層を含む。そのうち、該本体は、平面と、ベース部と、上部と、を含み、該平面、該ベース部及び上部は、相互に交わり合う。該構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を有し、該凹状構造は、該平面上に設置され、各凹状構造は、少なくとも２つの相互に対向する第１曲面及び少なくとも２つの相互に対向する第２曲面を有し、該第１曲面は、該ベース部に延伸し、且つ該第２曲面は、該ベース部に延伸する。該第１曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第１曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第１弧面を形成し、該第２曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第２曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第２弧面を形成する。このように、本発明の光学薄板は、良好な拡散効果を達成し、良好な輝度均一度を得ることができ、且つ増光膜又はその他の光学膜をスクラッチすることを回避する。
【００１１】
上記の光学薄板は、そのうち、各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである。
【００１２】
上記の光学薄板は、そのうち、該ベース部が点状、平面状又は弧面状を呈するものである。
【００１３】
上記の光学薄板は、そのうち、該光学薄板が、主体層及び基底層を更に含み、該主体層が該構造表面層の下方に位置し、該主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、該光拡散粒子の屈折率及び該主体層の屈折率が異なるものである。該基底層は、該主体層の下方に位置し、該基底層は、紫外光吸収剤を含む。
【００１４】
上記の光学薄板は、そのうち、２つの第１曲面が該ベース部に相互に対称である。
【００１５】
上記の光学薄板は、そのうち、２つの第２曲面が該ベース部に相互に対称である。
【００１６】
上記の目的を達成する為、本発明が提供する他の光学薄板は、光線の拡散角度を調整制御することに用い、該光学薄板は、本体及び構造表面層を含む。そのうち、該本体は、平面及び上部を含む。該構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を含み、該該凹状構造は、該平面上に設置され、各凹状構造は、第１曲面及び少なくとも２つの相互に対向する第２曲面を有し、該第１曲面は、下向に延伸し、且つ該第２曲面と相互に隣接する。該第１曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第１曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第１弧面を形成し、該第２曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第２曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第２弧面を形成する。このように、本発明の光学薄板は、良好な拡散効果を達成し、良好な輝度均一度を得ることができ、且つ増光膜又はその他の光学膜をスクラッチすることを回避する。
【００１７】
上記の光学薄板は、そのうち、各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである。
【００１８】
上記の光学薄板は、そのうち、該光学薄板が、主体層及び基底層を更に含み、該主体層が該構造表面層の下方に位置し、該主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、該光拡散粒子の屈折率及び該主体層の屈折率が異なるものである。該基底層は、該主体層の下方に位置し、該基底層は、紫外光吸収剤を含む。
【００１９】
上記の光学薄板は、そのうち、２つの第２曲面が該第１曲面に相互に対称である。
【発明の効果】
【００２０】
このように、本発明の光学薄板は、該第１曲面及び該第２曲面が曲面であるので、その上の各点の接線傾斜率が何れも異なり、従って、相互に平行な光線が第１表面を貫通した後、その進行方向は、平行を保持しない。従って、本発明の光学薄板は、通過した光線に十分混合した効果を達成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】市場における液晶ディスプレイの各部材の説明図である。
【図２】米国特許ＵＳ７３２０５３８中に開示される光学薄板を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例の光学薄板の断面図である。
【図４】本発明の第１実施例の構造表面層の説明図である。
【図５】本発明の第１実施例の２つの相互に隣接する凹状構造の説明図である。
【図６】光学シミュレーションを行う各設備の配置図である。
【図７Ａ】本発明の光学薄板の光学シミュレーションを示す図である。
【図７Ｂ】従来の光学薄板の光学シミュレーションを示す図である。
【図８Ａ】本発明の第１実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図８Ｃ】本発明の第３実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図８Ｄ】本発明の第４実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図９】本発明の第５実施例の光学薄板の俯瞰図である。
【図１０Ａ】本発明の第５実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図１０Ｂ】本発明の第５実施例の凹状構造のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０Ｃ】本発明の第５実施例の凹状構造のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１Ａ】本発明の第６実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図１１Ｂ】本発明の第７実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の上記目的、特徴及び利点をより分かり易くするため、実施例を挙げ、図面に併せて以下に詳細に説明する。
【００２３】
図３は、本発明の第１実施例の第１実施例の光学薄板の断面図である。図３に示すように、該光学薄板３は、光線の拡散角度を調整制御することに用い、それは、構造表面３１と、主体層３２と、基底層３３と、を含む。そのうち、該主体層３２は、該構造表面層３１の下方に位置し、該主体層３２内部に複数の光拡散粒子（図示せず）を分布し、該光拡散粒子の屈折率は、該主体層３２の屈折率と異なるので、光線が主体層３２及び光拡散粒子の境界面を通過する時、その進行方向は、屈折及び散乱を発生し、それにより、光線を拡散させる効果を達成する。該基底層３３は、該主体層３２の下方に位置し、該基底層３３は、紫外光吸収剤を含むので、該基底層３３は、紫外光を吸収する機能を有し、光学薄板３の老化現象を緩和することができる。また、当業者は、可視状況で構造表面層３１内に少量の紫外光吸収剤を添加する。
【００２４】
続いて、図４及び図５を同時に参照し、図４が示すのは、本発明の第１実施例の構造表面の説明図である。図５が示すのは、本発明の第１実施例の２つの相互に隣接する凹状構造の説明図である。図３の光学薄板３の上方は、該構造表面層３１及び本体３５から構成される。そのうち、該本体３５は、平面３４と、ベース部３５５と、上部３５３と、を含み、該平面３５４と、該ベース部３５５と、該上部３５３とは、相互に交わり合わない。該構造表面層３１は、相互に隣接して寄り合う複数の凹状構造３４を含み、該凹状構造３４は、該平面３５４上に設置される。各凹状構造３４は、２つの相互に対向する第１曲面３４１及び２つの相互に対向する第２曲面３４２を有し、且つ２つの第１曲面３４１は、該ベース部３５５に延伸し、該ベース部３５５に相互に対称であり、２つの第２曲面３４２は、該ベース部３５５に延伸し、ベース部３５５に相互に対称である。ここでは、該ベース部３５５が１つの点である。該第１曲面３４１及び他の相互に隣接する凹状構造３４の第１曲面３４１は、該上部３５３の箇所で相互に接続し、第１弧面３５１を形成し、該第２曲面３４２及び他の相互に隣接する凹状構造３４の第２曲面３４２は、該上部３５３の箇所で相互に接続し、第２弧面３５２を形成する。図４及び図５から分かるように、２つの第１曲面３４１及び２つの第２曲面３４２上の各点の接線傾斜率は、位置により異なるので、相互に平行な光線が該構造表面層３１を通過した後、その進行方向は、平行を保持しない。これにより、凹状構造３４の光線拡散角度を調整し、光線を十分に混合させ、輝度の均一度を向上することができる。
【００２５】
また、２つの凹状構想３４が接する箇所の第１弧面３５１及び第２弧面３５２は、弧状を呈するので、鋭利な尖角を発生しない。このように、増光膜又はその他の種類の光学膜が該光学薄板３上に置かれる場合、スクラッチが発生し難い。また、上記の光学薄板３は、鋳型中において成型を行う時、その相互に隣接する箇所が弧状に設計することも光学薄板３に製造完成後、鋳型中から抜き易くすることができる。
【００２６】
続いて、本発明の光学薄板３が達成する効果を実証するため、本発明の凹状構造３４に対して光学シミュレーションを行う。図６は、光学シミュレーションを行う各設備の配置図である。そのうち、凹状構造３４は、光源９６及びスクリーン９５の間に置かれ、光源６が発する光線が凹状構造３４を経過した後、スクリーン９５上に投影される。その投影の結果は、図７Ａに示すようである。この光学シミュレーションにおいて、光源９６がＬＥＤ灯であり、それが発する光線の光強度及び垂直方向の挟み角θが以下の関係を呈する：
I=A*cosθ、そのうち、Iが光強度であり、Aが常数である。
【００２７】
従来の光学薄板２の光学拡散効果と比較を行う為、ここでは、凹状構造３４を図２に示す凹状構造２４に置き換え、シミュレーションを行い、その投影の結果は、図７Ｂに示すようである。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、色が深いほど、輝度 (Brightness)が強いことを表す。そのうち、図７Ａの均一度が７８％であり、図７Ｂの均一度が６９．５％である。ここでは、均一度は、（最大輝度-最小輝度）/最大輝度を指す。従って、図７Ａ及び図７Ｂから、本発明の凹状構造３４が良好な光学拡散効果を有し、比較的均一な輝度分布を呈することができることが明らかである。
【００２８】
上記実施例の凹状構造３４は、その俯瞰図、即ち、図８Ａに示すように、その上部３５３は、正方形に包囲形成される。しかしながら、当業者は、それを台形又は菱形に設計することができ、その台形又は菱形の構造は、図８Ｂ及び図８Ｃに示す凹状構造５４の通りである。また、図４及び図５のようなベース部３５５は、該第１曲面３４１及び第２曲面３４２から下向に延伸し、相互に接し、１つの点を形成する。しかしながら、図８Ｄにおいて、該凹状構造６４のベース部６５５が平面状又は弧面状であり、このように、依然として前記の効果を達成することができる。
【００２９】
また、本発明は、更にその他の実施例を有する。図９、図１０Ａ〜図１０Ｃにおいて、図９が示すのは、本発明の第５実施例の光学薄板の俯瞰図であり、図１０Ａが示すのは、本発明の第５実施例の凹状構造の俯瞰図であり、図１０Ｂが示すのは、本発明の実施例の凹状構造のＢ−Ｂ断面図であり、図１０Ｃが示すのは、本発明の第５実施例の凹状構造のＣ−Ｃ断面図である。そのうち、図１０Ａ中のＢ−Ｂ断面及Ｃ−Ｃ断面は、それぞれ、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示す通りである。図に示すように、本実施例の光学薄板７の上方は、構造表面層（図示せず）及び本体７５から構成される。そのうち、該本体７５は、平面７５４及び上部７５３を含み、該構造表面層は、複数の相互に寄り合う凹状構造７４を含み、該凹状構造７４は、該平面７５４上に設置される。各凹状構造７４は、第１曲面７４１及び２つの相互に対向する第２曲面７４２を有し、該第１曲面７４１は、下向に延伸し、且つ２つの第２曲面７４２と相互に隣接し、且つ２つの凹状構造７４２は、該第１曲面７４１に相互に対称である。該第１曲面７４１及び他の相互に隣接する凹状構造７４の第１曲面７４１が該上部７５３の箇所で相互に接続し、第１弧面７５１を形成し、該第２曲面７４２及び他の相互に隣接する凹状構造７４の第２曲面７４２が該上部７５３の箇所で相互に接続し、第２弧面７５２を形成する。このように、本実施例も前記の効果を達成することができる。
【００３０】
当然、当業者は、上記第５実施例の凹状構造設計を台形又は菱形に設計することができ、その台形又は菱形の構造は、図１１Ａ及び図１１Ｂが示す凹状構造８４及び凹状構造９４のようであり、前記の効果を達成することができる。
【００３１】
上記のように、本発明の光学薄板は、輝度の均一度を増加し、その他の光学膜又は増光膜をスクラッチする確率を低下し、且つ成型後の型抜きを容易にすることができるので、極めて大きな商業利益を有する。
【００３２】
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。
【符号の説明】
【００３３】
＜従来技術＞
１  液晶ディスプレイ
１１  バックライトモジュール
１１１  反射マスク
１１２  灯源
１１３  拡散板
１１４  増光膜
１２  液晶パネル
２  光学薄板
２１  構造表面層
２２  主体層
２４  凹状構造
２４４  隣接箇所
２４Ａ  第１表面
２４Ｂ  第２表面
２９  粘着層
Ａ，Ｂ  位置
＜本発明＞
３，1 光学薄板
３１  構造表面層
３２  主体層
３３  基底層
３４,４４，５４，６４，７４，８４，９４  凹状構造
３４１，７４１  第１曲面
３４２，７４２  第２曲面
３５，７５  本体
３５１，７５１  第１弧面
３５２，７５２  第２弧面
３５３，７５３  上部
３５４，７５４  平面
３５５，６５５  ベース部
９５  スクリーン
９６  光源
θ  挟み角
【図１】
2011059530.tif 000003
【図２】
2011059530.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011059530.tif 000007
【図６】
2011059530.tif 000008
【図７Ａ】
2011059530.tif 000009
【図７Ｂ】
2011059530.tif 000010
【図８Ａ】
2011059530.tif 000011
【図８Ｂ】
2011059530.tif 000012
【図８Ｃ】
2011059530.tif 000013
【図８Ｄ】
2011059530.tif 000014
【図９】
2011059530.tif 000015
【図１０Ａ】
2011059530.tif 000016
【図１０Ｂ】
2011059530.tif 000017
【図１０Ｃ】
2011059530.tif 000018
【図１１Ａ】
2011059530.tif 000019
【図１１Ｂ】
2011059530.tif 000020