(57)【要約】【課題】光線の利用率を向上させる光学板及びその製造方法、並びその光学板を用いるバックライトを提供することである。【解決手段】一面が光入射面であり、対向する他の面が光出射面である透明基板を具備する光学板において、前記光出射面に複数のマイクロ突起が形成され、前記光入射面に拡散層を形成され、前記拡散層は、透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子と、を含む。前記透明基板の材料として、ポリカーネボート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、及び、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体が単独または混合して用いられる。【選択図】図２
2008040480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が光入射面であり、対向する他の面が光出射面である透明基板を具備する光学板において、
前記光出射面に複数のマイクロ突起が形成され、
前記光入射面に拡散層が形成され、
前記拡散層は、透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子と、を含むことを特徴とする光学板。
【請求項２】
前記透明基板の材料として、ポリカーネボート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、及び、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体が単独または混合して用いられることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項３】
前記透明基板の厚さが１〜６ｍｍであり、好ましくは１．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項４】
前記マイクロ突起の形状は、球面型マイクロ突起或いはＶ型マイクロ突起であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項５】
前記透明樹脂の重量％が５〜９０であり、第一光拡散粒子と第二光拡散粒子の合計の重量％が１０〜９５であり、前記第二光拡散粒子と第一光拡散粒子の重量％の比率が１／１００〜１／５であり、且つ前記第一拡散粒子の平均粒径が第二光拡散粒子の平均粒径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項６】
前記第一光拡散粒子の屈折率が１．４〜１．７であり、前記第二光拡散粒子の屈折率が２より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項７】
前記第一光拡散粒子の材料として、ポリスチレン、ポリカーネボート、スチレン／アクリロニトリル共重合体、ポリプロピレン、二酸化珪素、ポリメタクリル酸メチル、ビーズ及び石英粉末の粒子が単独または混合して用いられ、
前記第二光拡散粒子の材料として、二酸化チタン、酸化アンチモン、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、酸化亜鉛、及び、炭酸カルシウムの粒子が単独または混合して用いられることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項８】
前記光拡散層は、第三光拡散粒子をさらに含み、前記第三光拡散粒子は、蛍光粉末粒子であることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項９】
光学板の製造方法において、
光出射面に複数のマイクロ突起が形成される透明基板を提供するステップと、
透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が前記第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子を含むインク混合物を提供するステップと、
前記透明基板の光入射面に前記インク混合物を塗布するステップと、
前記インク混合物を固化するステップと、
を含むことを特徴とする光学板の製造方法。
【請求項１０】
前記透明基板は、射出圧縮成型によって成形されることを特徴とする請求項９に記載の光学板の製造方法。
【請求項１１】
前記塗布方法は、エアナイフ塗工法を採用することを特徴とする請求項９に記載の光学板の製造方法。
【請求項１２】
前記インク混合物を塗布する前に、
前記透明基板に板材又は周縁枠を設けて、塗布するインク混合物の厚さを制御することを特徴とする請求項９に記載の光学板の製造方法。
【請求項１３】
前記固化方法は、熱固化方法あるいは光固化方法であることを特徴とする請求項９に記載の光学板の製造方法。
【請求項１４】
一面が光入射面であり、対面が光出射面である透明基板を具備する光学板と、前記光学板の光入射面側に配置される光源とを含むバックライトにおいて、
前記光出射面に複数のマイクロ突起が形成され、
前記光入射面に拡散層が形成され、
前記拡散層は、透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子と、
を含むことを特徴とするバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学板、その製造方法、及びその光学板を用いるバックライトに関し、特に複合型光学板、及びその光学板を用いるバックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。
【０００３】
ところが、液晶自体が非発光素材であるため、バックライトの光線を介して表示の機能を実現しなければならない。
【０００４】
図1は、従来の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１’と、前記反射板の上に順序に配置された複数の光源２’と、拡散板３’と、拡散シート４’と、プリズムシート５’と、を含む。
【０００５】
上述した部品で、前記拡散板３’の厚さは比較的に厚い。これは、前記拡散板３’の上表面に置かれる前記拡散シート４’及びプリズムシート５’を支持し、拡散板３’の一定な強度を維持するためである。前記拡散板３’の内部に、光線を初期的に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。 
【０００６】
前記拡散シート４の上表面に、光線をさらに拡散させるインキ層が塗布されている。
【０００７】
前記プリズムシート５’の上に、Ｖ字型のマイクロプリズムが設けられている。前記マイクロプリズムは、バックライトの所定の視角範囲内の輝度を向上させることができる。
【０００８】
前記バックライトを用いる時、前記複数の光源２’の光線が拡散板３’によって初期的に拡散され、前記拡散シート４’によってさらに拡散されるから、輝度ムラの発生を防止することができる。
【０００９】
前記拡散シート４’によって拡散された光線が前記プリズムシート５’を経過する時、プリズムシート５’のＶ字型マイクロプリズムによって、光線が一定に集光されるから、バックライトの所定の視角範囲内の輝度を向上させることができる。
【００１０】
しかし、前記拡散板３’、拡散シート４’及びプリズムシート５’が密接されても、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。前記光源２’の光線が、前記拡散板３’、拡散シート４’及びプリズムシート５’を経過する時、接触面の反射によって、光線が多く損失されて、光線の利用率が低下される問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、その製造方法、及びその光学板を用いるバックライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の一面が光入射面であり、対向する他の面が光出射面である透明基板を具備する光学板において、前記光出射面に複数のマイクロ突起が形成され、前記光入射面に拡散層を形成され、前記拡散層は、透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子と、を含む。
【００１３】
また、光学板の製造方法において、光出射面に複数のマイクロ突起が形成されている透明基板を提供するステップと、透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が前記第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子とを含むインク混合物を提供するステップと、前記透明基板の光入射面に前記インク混合物を塗布するステップと、前記インク混合物を固化するステップと、を含む。
【００１４】
また、一面が光入射面であり、対面が光出射面である透明基板を具備する光学板と、前記光学板の光入射面側に配置される光源とを含むバックライトにおいて、前記光出射面に複数のマイクロ突起が形成され、前記光入射面に拡散層が形成され、前記拡散層は、透明樹脂と、第一拡散粒子と、屈折率が第一拡散粒子より大きい第二拡散粒子と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光学板及びその光学板を用いるバックライトにおいて、屈折率が互い異なる第一拡散粒子と第二拡散粒子を含む拡散層が透明基板の光入射面に設置される。前記第一拡散粒子は、大部分の光線を均一に拡散させる。前記第二拡散粒子は、前記第一拡散粒子を均一に分散させる能力と一定な反射能力を持つから、前記第一拡散粒子の光線を均一に拡散させることを助け、輝度ムラの発生を防止することができる。
【００１６】
前記バックライトを用いる時、前記バックライトの光源の光線が前記拡散層によって均一に拡散された後、直接前記透明基板に入射される。前記透明基板で直線に沿って伝播を進行した後、マイクロ突起によって集光される。
【００１７】
即ち、光線が前記バックライトを経過するとき、光線が空気層と接触しないから、光線の伝播過程の損失を減らして、光線の利用率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１９】
図２は、本発明の第一実施の形態に係るバックライトを示す断面図であり、図３は、図２の光学板の拡散層を示す拡大図である。前記バックライト１０は、反射板１１と、反射板１１の上に配置される光源１２と、光源の上に配置される光学板１３と、を具備する。
【００２０】
前記光学板１３は、透明基板１３１を含む。前記透明基板１３１は、前記光源１２に隣接する光入射面１３１２と、前記光入射面１３１２に対向する光出射面１３１１と、を含む。前記光出射面１３１１に、複数のマイクロ突起１３２が設けられ、前記光入射面１３１２に、拡散層１３３が設けられている。
【００２１】
前記拡散層１３３は、透明樹脂１３３１と、第一拡散粒子１３３２と、屈折率が第一拡散粒子１３３２より大きい第二拡散粒子１３３３と、を含む。
【００２２】
前記光源１２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）或いは冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を用いる。
【００２３】
前記光学板１３の透明基板１３１が容易に湾曲されることを防ぎ、一定な強度を維持するために、透明基板１３１の厚さを比較的に厚く設ける。例えば、前記透明基板１３１の厚さを１〜６ｍｍに設け、好ましくは、１．５〜３ｍｍに設ける。前記透明基板１３１の材料として、ポリカーネボート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体等が単独または混合して用いられる。
【００２４】
前記光学板１３の拡散層１３３は、前記光学板１３に入射される前記光源１２の光線を均一に拡散する。前記拡散層１３３と透明基板１３１の厚さの比率は３／２０より小さい。
【００２５】
前記拡散層１３３は、重量％が５〜９０である透明樹脂１３３１と、重量％が１０〜９５である第一光拡散粒子１３３２及び第二光拡散粒子１３３３を含む。前記第二光拡散粒子１３３３と第一光拡散粒子１３３２の重量％の比率が１／１００〜１／５である。
【００２６】
前記透明樹脂１３３１として、アクリル酸樹脂、アクリルアミノ樹脂、エポキシ樹脂等を単独または混合して用いる。
【００２７】
前記第一光拡散粒子１３３２の屈折率が１．４〜１．７である。前記第一光拡散粒子１３３２の材料として、ポリスチレン、ポリカーネボート、スチレン／アクリロニトリル共重合体、ポリプロピレン、二酸化珪素、ポリメタクリル酸メチル、ビーズ及び石英粉末等が単独または混合して用いられる。
【００２８】
前記第二光拡散粒子１３３３の屈折率が２より大きい。好ましくは、２〜２．８である。前記第二拡散粒子１３３３の材料として、二酸化チタン、酸化アンチモン、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、酸化亜鉛、炭酸カルシウム等が単独または混合して用いられる。
【００２９】
前記光拡散層１３３を経過する光線の損失を減らすために、前記第一光拡散粒子１３３２の平均粒径を第二光拡散粒子１３３３より大きくする。例えば、第一光拡散粒子１３３２の平均粒径を１〜５０μｍにし、第二光拡散粒子１３３３の平均粒径を０．０１〜１μｍにする。
【００３０】
前記光源１２の大部分の光線が、前記拡散層１３３の第一光拡散粒子１３３２によって拡散される。これは、従来技術の拡散板の拡散粒子の作用と似ている。前記第二光拡散粒子１３３３は、前記第一光拡散粒子１３３２の間に分布されて、前記第一光拡散粒子１３３２の分布をさらに均一にし、前記第一光拡散粒子１３３２の光線を拡散させる能力を向上する。
【００３１】
また、前記第二光拡散粒子１３３３の屈折率が比較的に大きいから、一定な反射能力も有する。前記第二拡散粒子１３３３の反射能力によって、光強度が強い部分の光線がさらに拡散されるから、輝度ムラの発生を防止することができる。
【００３２】
前記光拡散層１３３に、蛍光粉末粒子からなる第三光拡散粒子をさらに添加する。前記第三拡散粒子は、光拡散層１３３を経過する紫外線を可視光線に変換して、光線の利用率を向上させる。前記第三光拡散粒子と第一光拡散粒子１３３２の重量％の比率が１／１００より小さい。
【００３３】
前記拡散層の拡散作用を向上させるために、前記拡散層１３３の光入射面に複数の突起を設置することができる。前記複数の光源１２の中心を前記複数の突起にそれぞれ対応させ、光線が光拡散層１３３を経過する時、光強度の強いところの光線が前記複数の突起によって拡散されるようにする。
【００３４】
前記光学板１３のマイクロ突起１３２は、前記光学板１３から出る光線を集光させる。前記マイクロ突起１３２は、球面型マイクロ突起或いはＶ型マイクロ突起である。本実施形態に球面型マイクロ突起構造を採用する。
【００３５】
図４は、図２のバックライトに用いる光学板の光出射面マイクロ突起の俯瞰図である。前記球面型マイクロ突起１３２は、マトリクス方式に分布されている。互いに隣接する球面型マイクロ突起１３２の底面の最小間隔が１００μｍであるか、１００μｍより小さい。前記球面型マイクロ突起１３２の直径が、１００〜５００μｍである。
【００３６】
前記光源１２の光線が前記光学板１３の拡散層１３３によって拡散された後、前記透明基板１３１に入射される。前記透明基板１３１の内で、光線が直線に沿って伝播し、前記マイクロ突起１３２によって集光される。前記光源１２の光線が伝播される全体の過程で、空気層と接続しないから、光線の損失を減らして、光線の利用率を向上することができる。
【００３７】
また、前記光学板１３は、従来技術の拡散板、拡散シート及びプリズムシートの機能を具備するから、拡散板、拡散シート及びプリズムシートなどを別に配置する必要がない。だから、拡散板、拡散シート及びプリズムシートなどが占有する空間を減らすことができる。
【００３８】
また、図５は、本発明の第二実施形態に係るバックライトを示す断面図であり、図６は、図５のバックライトに用いる光学板の光出射面マイクロ突起の俯瞰図である。第二実施形態のバックライトと第一実施形態のバックライト１０が異なるところは、第二実施形態のバックライト用光学板２３のマイクロ突起２３２は、互いに連結されて形成されている点である。また、互いに連結されたマイクロ突起２３２の底面が四角形に形成されている点である。
【００３９】
図６に示すように、前記光学板２３の光出射面２３１１は、前記マイクロ突起２３２にほとんど覆われている。だから、前記光出射面２３１１から出射される光線が全部マイクロ突起２３２を経過し、光線が前記マイクロ突起２３２によって集光される。
【００４０】
以下、光学板１３の製造方法をより詳細に説明する。
【００４１】
第一ステップ：光出射面１３１１に複数のマイクロ突起１３２が形成される透明基板１３１を提供する。前記透明基板１３１は射出圧縮成型によって成形され、前記マイクロ突起１３２はエッチングによって形成されるか、前記透明基板１３１と一緒に射出圧縮成型によって成形される。
【００４２】
第二ステップ：透明樹脂１３３１、第一拡散粒子１３３２、第二拡散粒子１３３３を含むインク混合物を作成する。前記インク混合物は、前記透明樹脂１３３１を溶融させた溶湯に、第一拡散粒子１３３２と第二拡散粒子１３３３を添加して形成されるものである。
【００４３】
第三ステップ：前記透明基板１３１の光入射面１３１２に前記インク混合物を塗布する。前記塗布方法はエアナイフ塗工法を採用する。これで、塗布の厚さを均一にし、製品の優良率を高めるために、前記透明基板１３１に板材又は周縁枠を設けって、前記インク混合物の塗布の厚さを制御する。
【００４４】
最後、前記インク混合物を固化して拡散層１３３を形成する。前記固化方法は、使われる樹脂によって熱固化方法あるいは光固化方法を用いることができる。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施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、該変形又は修正もまた、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、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来のバックライトを示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るバックライトを示す断面図である。
【図３】図２の光学板の拡散層を示す拡大図である。
【図４】図２のバックライトに用いる光学板の光出射面マイクロ突起の俯瞰図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るバックライトを示す断面図である。
【図６】図５のバックライトに用いる光学板の光出射面マイクロ突起の俯瞰図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  バックライト
１１  反射板
１２  光源
１３  光学板
１３１  透明基板
１３２  マイクロ突起
１３３  拡散層
１３１１  光出射面
１３１２  光入射面
１３３１  透明樹脂
１３３２  第一拡散粒子
１３３３  第二拡散粒子
２０  バックライト
２１  反射板
２２  光源
２３  光学板
２３１  透明基板
２３２  マイクロ突起
２３１１  光出射面
【図１】
2008040480.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008040480.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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