(57)【要約】【課題】本発明は、導光板の散乱ドットの設計方法に関する。【解決手段】本発明の導光板の散乱ドットの設計方法は、光拡散面と、該光拡散面に対向する出射面を有する導光板を提供する第一ステップと、前記導光板の出射面３４に平行して、該出射面と同じ形状及び面積を有する照明面を設置し、該照明面をｎ×ｍ個の照明領域に分割し、前記照明面に対応して前記光拡散面をｎ×ｍ個の散乱ドットの分布領域に分割させ、ここで、ｎ×ｍは、ｎ行ｍ列のマトリクスを表示し、ｎ及びｍは、正整数である第二ステップと、前記光拡散面における各々の散乱ドットの分布領域に、最初の散乱ドットを配布する第三ステップと、前記光拡散面に配布された最初の散乱ドットを最適化処理する第四ステップと、を含む。【選択図】図１
2011040395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光拡散面と、該光拡散面に対向する出射面を有する導光板を提供する第一ステップと、
前記導光板の出射面３４に平行して、該出射面と同じ形状及び面積を有する照明面を設置し、該照明面をｎ×ｍ個の照明領域に分割し、前記照明面に対応して前記光拡散面をｎ×ｍ個の散乱ドットの分布領域に分割させ、ここで、ｎ×ｍは、ｎ行ｍ列のマトリクスを表示し、ｎ及びｍは、正の整数である第二ステップと、
前記光拡散面における各々の散乱ドットの分布領域に、最初の散乱ドットを配布する第三ステップと、
前記光拡散面に配布された最初の散乱ドットを最適化処理する第四ステップと、
を含むことを特徴とする導光板の散乱ドットの設計方法。
【請求項２】
前記第四ステップは、前記最初の散乱ドットが配布された導光板を利用して、前記照明面の照度分配状態を確定する第一サブステップと、
前記照明面の照度分配状態を評価する第二サブステップと、
前記評価結果によって、前記各々の散乱ドットの分布領域に配布された最初の散乱ドットを調整して、最適処理する第三サブステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の導光板の散乱ドットの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の設計方法に関し、特に導光板の散乱ドットの設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面ディスプレイの発展が速く進み、パソコン、テレビ、移動通信用及び消費者用電子製品などの分野に広く使用されていると共に、電子製品は、平面ディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）に対する要求が不断に高まっている。バックライトモジュールは、前記平面ディスプレイの重要な素子であり、点光源（例えば、発光ダイオード）又は線光源（例えば、冷陰極管）からの光を一つの平面から出射させ、面光源とすることができるので、色々なバックライトモジュールの設計に関する研究がなされている。
【０００３】
バックライトモジュールは、光源及び導光板を含み、該光源が前記導光板の入射面と対向する位置に設置される。光源が設置される位置によって、バックライトモジュールは、直射型とサイドライト型に分けられる。前記直射型のバックライトモジュールとは、光源を導光板の底部に設置して直接に照明するものである。前記サイドライト型のバックライトモジュールとは、光源を導光板の側面と対向する位置に設置して、光が該側面から導光板に入射してから、不断に前方向へ伝えると共に、完全反射の条件を満たさないので、該光が導光板の出射面から均一的に出射することができる。
【０００４】
導光板の出射光の均一度及び輝度は、主要に導光板に配布された散乱ドットの寸法、密度、形状及び分布規律などから決定されるので、散乱ドットを合理的に設計することが、導光板の光学的性能を高める方法の主要な手段になっている。従来の導光板の散乱ドットは、一般に均一的に分布している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、各々の散乱ドットは、導光板の光出射面の照度分布によって配布されないので、散乱ドットが均一的に分布された導光板を採用した照明装置は、均一的に光を出射することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、導光板から出射する光の均一性を高めることができる導光板の散乱ドットの設計方法を提供することを課題とする。
【０００７】
本発明の導光板の散乱ドットの設計方法は、光拡散面と、該光拡散面に対向する出射面を有する導光板を提供する第一ステップと、前記導光板の出射面と同じ形状及び面積を有し、且つ該出射面に平行する照明面を作成し、該照明面をｎ×ｍ個の照明領域に分割し、前記照明面に対応して前記光拡散面をｎ×ｍ個の散乱ドットの分布領域に分割させ、ここで、ｎ×ｍは、ｎ行ｍ列のマトリクスを表示し、ｎ及びｍは、正の整数である第二ステップと、前記各々の散乱ドットの分布領域に、最初の散乱ドットを配布する第三ステップと、前記最初の散乱ドットを最適処理する第四ステップと、を含む。
【０００８】
前記第四ステップは、前記最初の散乱ドットが配布された導光板を利用して、前記照明面の照度分配状態を確定する第一サブステップと、前記照明面の照度分配状態を評価する第二サブステップと、前記評価結果によって、前記各々の散乱ドットの分布領域に配布された最初の散乱ドットを調整して、最適処理する第三サブステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
従来の導光板及びバックライトモジュールと比べると、本発明の導光板の出射面に対応して、一つの照明面を作成し、且つ該照明面をｎ×ｍ個の照明領域に分割し、前記照明面に対応して前記光拡散面をｎ×ｍ個の散乱ドットの分布領域に分割させる。前記各々の散乱ドットの分布領域に、最初の散乱ドットを配布し、且つ前記最初の散乱ドットを最適処理して、該照明面の照度の均一性を高める。従って、前記導光板の出射光の輝度が均一になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る導光板の散乱ドットの設計方法のフローチャートである。
【図２】本発明の一つの実施形態に係る散乱ドットが配布されない導光板の構造を示す図である。
【図３】本発明の導光板の光拡散面の最適処理された散乱ドットの分布状態を示す図である。
【図４】図１に示す最適処理方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１〜図３を参照すると、本発明の実施形態における導光板の散乱ドットの設計方法は、光拡散面３２と、該光拡散面３２に対向する出射面３４を有する導光板３０を提供するステップＳ１１と、前記導光板３０の出射面３４に平行して、該出射面３４と同じ形状及び面積を有する照明面３６を設置し、該照明面３６をｎ×ｍ（「ｎ」及び「ｍ」は、正の整数で、それぞれ行及び列を表示する）個の照明領域（図示せず）に分割し、前記照明面３６に対応して前記光拡散面３２をｎ×ｍ個の散乱ドットの分布領域３２０に分割させるステップＳ１２と、前記光拡散面３２における各々の散乱ドットの分布領域３２０に、最初の散乱ドット（図示せず）を配布するステップＳ１３と、前記光拡散面３２に配布された最初の散乱ドットを最適化処理するステップＳ１４と、を含む。
【００１３】
前記ステップＳ１１において、前記導光板３０は、サイドライト型のバックライトモジュールに用いられることができ、直射型のバックライトモジュールにも用いられることができる。前記導光板３０は、円形、正方形、長方形又は多角形の透明基板である。該透明基板の材料は、プラスチック、ポリメタクリル酸メチル又はガラスである。前記導光板３０の厚さは制限されず、実際の応用に応じて選択することができる。本実施形態において、前記導光板３０は、辺長が４０ミリメートルであるポリメタクリル酸メチルの正方形の基板であり、且つその厚さが３ミリメートルである。前記導光板３０の屈折率は、１．４９である。且つ、前記導光板３０は、直射型のバックライトモジュールに用いられる。前記光拡散面３２は、光拡散面中心（図示せず）を有する。前記出射面３４は、反射部３４４を含む。
【００１４】
前記反射部３４４は、前記導光板３０の出射面３４の、前記光拡散面中心と対向する位置に設置されている。前記反射部３４４は、該導光板３０の内部に凹む構造、例えば、前記出射面３４に形成された穴である。前記穴は、前記出射面３４から前記導光板３０内部に円錐状に窪んだ反射面３４４を形成していることが好ましい。前記導光板３０内部に窪んだ円錐状の、底面直径が３.５ミリメートルであることが好ましい。
【００１５】
前記ステップＳ１２において、前記照明面３６としては、前記導光板３０の出射面３４であり、又は、前記導光板３０の出射面３４に所定の距離を有する仮定面であることができる。前記照明面３６は、前記導光板３０の出射面３４に所定の距離を有する仮定面である場合、前記照明面３６が前記導光板３０の出射面３４に投影された正投影は、前記導光板３０の出射面３４に重ね合う。
【００１６】
前記導光板３０の光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０の面積は、それぞれ同じであることができる。前記各々の散乱ドットの分布領域３２０の形状は、例えば方形又は長方形である。前記照明面３６は、前記導光板３０の出射面３４に所定の距離を有する仮定面である場合、前記照明面３６のｎ×ｍ個の照明領域の光拡散面３２での正投影は、それぞれ前記光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に重ね合うことができる。前記照明面３６の各々の照明領域の照度によって前記導光板３０の出射光の均一性を判断することができる。
【００１７】
本実施形態において、前記導光板３０の出射面３４と１０ｍｍで離れて、該出射面３４に平行して一つの仮定の照明面３６を設置する。該照明面３６は、前記導光板３０の出射面３４と同じ形状及び面積を有する。前記照明面３６に形成したｎ×ｍ個の照明領域は、同じの形状及び面積を有し、前記ｎ及びｍは、以下の式（１）を満足し、且つ、前記導光板３０は、正方形であるので、前記各々の照明領域は、それぞれ正方形である。前記導光板３０の出射面３４に、同じの形状及び面積を有する１００個の照明領域の正投影がある。
【００１８】
［数１］
ｍ＝ｎ＝１０          （１）
【００１９】
前記照明面３６の各々の照明領域に対応して、前記導光板３０の光拡散面３２は、同じ形状及び面積を有する１００個の散乱ドットの分布領域３２０に分割される。且つ、前記１００個の照明領域の形状及び面積は、前記１００個の散乱ドットの分布領域３２０の形状及び面積と同じである。前記照明面３６の各々の照明領域の光拡散面３２での正投影は、それぞれ前記１００個の散乱ドットの分布領域３２０に重ね合う。
【００２０】
前記ステップＳ１３において、前記導光板３０の光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に、任意的に、均一的に、又は所定のパターンで、最小散乱ドットを配布させる。前記各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された散乱ドットの数量が、同じであることができる。各々の前記散乱ドットの分布領域３２０において、前記散乱ドットは、所定のパターンで配列される場合、前記散乱ドットは、前記光拡散面３２中心を円心として複数の同心円又は同心の正方形の形状のように、前記導光板３０の光拡散面３２に配布されている。
【００２１】
更に、最初の散乱ドットの配布パターンを確定するために、前記ステップＳ１３に最初の散乱ドットを配布する前に、散乱ドットが配布されない前記導光板３０に対して照明シミュレーション実験を行う。このようにして得られた照度分配状態によって、前記導光板３０の光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に、最初の散乱ドットを配布させる。これにより、前記照明面３６に、高い均一性を有する照度を得ることができる。
【００２２】
本実施形態において、前記光拡散面３２の中心領域に位置する四つの散乱ドットの分布領域３２０は、前記出射面３４の反射部３４４に対向しているので、該四つの散乱ドットの分布領域３２０に、最初の散乱ドットを配布しない。該四つの散乱ドットの分布領域３２０以外、各々の前記散乱ドットの分布領域３２０に、８×８のマトリクス状で散乱ドットを均一に配布させる。
【００２３】
前記最初の散乱ドットは、凸構造又は凹構造であり、その形状は、錐体、直方体、立方体、楕球体、円球体及び半球体のいずれか一種又は数種である。前記最初の散乱ドットの粒径が０．５ｍｍより小さい。前記最初の散乱ドットは、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、菱形の平面パターンであることができる。前記最初の散乱ドットは、インク、チタン系化合物、又はシリコン系化合物からなる。本実施形態において、前記散乱ドットは、インクからなる円形の平面パターンであり、その粒径が０．１５ｍｍである。
【００２４】
前記ステップＳ１４において、前記導光板３０の光拡散面３２に配布された最初の散乱ドットを最適処理することは、前記最初の散乱ドットが配布された導光板３０を利用して、前記照明面３６の照度分配状態を確定するサブステップＳ１４１と、前記照明面３６の照度分配状態を評価するサブステップＳ１４２と、前記評価結果によって、前記各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットを調整するサブステップＳ１４３と、を含む。
【００２５】
前記サブステップＳ１４１において、前記照明面３６の照度分配状態を確定することは、コンピューター模擬テストを通じて進行し、具体的に以下の段階を含む。第一段階に、前記照明面３６の各々の照明領域の照度を測量する。第二段階に、前記照明面３６の各々の照明領域の照度によって、該照明面３６の照度の平均値を計算し、前記照明面３６の各々の照明領域の照度と前記平均値の間の差を計算し、得る。
【００２６】
前記サブステップＳ１４３において、前記光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットを調整して、最適処理することは、各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットの、数量、寸法、形状、材料及び位置の一種又は数種を変更させて、前記照明面３６の各々の照明領域の照度と前記平均値の間の差を減少させる。従って、前記照明面３６の光照度の均一度を高める。本実施形態において、前記散乱ドットは、円形の平面パターンであるので、前記散乱ドットの直径を調整して、最適処理する。
【００２７】
前記光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットの分布状態が確定されると、前記照明面３６の光照度の均一度を改善するために、前記光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットを、数回に調整して最適化することができる。本実施形態において、前記光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットは、最適処理される後、前記照明面３６の、光照度の平均値は５００ルクス（ＬＵＸ）であり、光照度の均一度は８０％より大きい。即ち、前記導光板３０の出射面３４によって出射した平面光の均一度が８０％より大きい。
【００２８】
前記光拡散面３２の各々の散乱ドットの分布領域３２０に配布された最初の散乱ドットを調整して、最適処理することは、コンピュータシミュレーションによって実現することができる。図４を参照すると、図４はコンピューター模擬テストを通じて、最初の散乱ドット最適処理するステップＳ１４を示す。ここで、コンピューター模擬テストを進行して、散乱ドットの設計方法を確定し、次に、導光板３０を生産することにより、導光板３０の散乱ドットの設計コストを減らすことができる。
【符号の説明】
【００２９】
３０  導光板
３２  光拡散面
３４  出射面
３６  光照面
３４４  反射部
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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