(57)【要約】【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、前記第一透明層の外表面に複数の球面突起が形成され、前記第二透明層の外表面に複数の凹部が形成されている。各々の凹部は、互いに隣接する少なくとも３つの内側面を具備し、且つ各々内側面の水平幅が前記拡散層から遠ざかる方向に対して徐々に大きくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記第一透明層と前記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、
前記第一透明層の外表面には、複数の球面突起が形成され、
前記第二透明層の外表面には、複数の凹部を各々形成する、互いに隣接する少なくとも３つの内側面が形成され、且つ各々の前記内側面の水平幅は、前記拡散層から遠ざかる方向に対して徐々に大きくなる複数の凹部が形成されていることを特徴とする光学板。
【請求項２】
前記拡散層、前記第一透明層、前記第二透明層の厚さは、各々０.３５ｍｍであるか、０.３５ｍｍ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３】
各々の前記球面突起の球面半径が０.０１ｍｍ〜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】
互いに隣接する２つの球面突起の中心の間の距離が、前記球面突起の球面半径の０．５倍乃至４倍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】
前記凹部が四角錐、或いは四角錐台の形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項６】
互いに隣接する２つの前記凹部の中心間の距離が０.０２５ｍｍ〜１ｍｍ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７】
前記第一透明層と前記拡散層の接続面、前記第二透明層と前記拡散層の接続面のうち、少なくとも一方が曲面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８】
前記第一透明層、前記第二透明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、スチレン／アクリロニトリル共重合体を単独で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。
【請求項９】
前記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、スチレン／アクリロニトリル共重合体を単独で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。
【請求項１０】
前記拡散粒子の材料として、二酸化チタン、二酸化ケイ素、アクリル酸樹脂の粒子を単独で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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、液晶パネルへの輝度が充分であり、且つ分布が均一になる面光源を提供する。
【０００３】
図１は、従来の拡散板及びプリズムシート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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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、光線の多くが損失され、光線の利用率が低下される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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を提供する。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、を含む。前記第一透明層の外表面には、複数の球面突起が形成され、前記第二透明層の外表面には、複数の凹部が形成されている。且つ、各々の凹部は、互いに隣接する少なくとも３つの内側面を具備し、且つ各々内側面の水平幅が前記拡散層から遠ざかる方向に対して徐々に大きくなる。
【発明の効果】
【０００９】
第一透明層、第二透明層及び拡散層が一体成型される本発明の光学板において、光源の光線が、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。
【００１０】
これで、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増光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。また、光線が前記光学板の第一透明層と拡散層によって均一に拡散された後、前記第二透明層に射入するから、前記光学板は優れる光学的均一性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図２乃至図４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。前記拡散層２２は、前記第一透明層２１と第二透明層２３の間に配置される。前記第一透明層２１の外表面には、複数の球面突起２１１が形成され、前記第二透明層２３の外表面には、複数の凹部２３１が形成されている。前記凹部２３１は、互いに隣接する少なくとも３つの内側面２３１１を具備し、且つ各々内側面２３１１の水平幅が前記拡散層２２から遠ざかる方向に対して徐々に大きくなる。本実施例で、凹部２３１の形状は四角錐にする。前記凹部２３１は、４つの内側面２３１１を具備し、前記内側面２３１１の水平幅は、式Ｗ１＜Ｗ２を満足させる。前記拡散層２２は、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２２２と、を含む。
【００１３】
前記第一透明層２１、拡散層２２及び第二透明層２３は、射出成型方式によって一体に成型されている。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１.０５ｍｍ〜６ｍｍにする。
【００１４】
第一透明層２１及び第二透明層２３は、相同な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。前記第一透明層２１及び第二透明層２３は、互いに不同な透明樹脂材料から製造することもできる。
【００１５】
図４と図５を参照すると、前記球面突起２１１は、前記第一透明層２１の表面にマトリクス方式に緊密に配列されている。前記球面突起２１１の球面半径をＲとし、球面突起２１１の高さをｈとし、互いに隣接する球面突起２１１の中心間の距離をｄとすれば、前記高さｈは、式０．０１ｍｍ≦ｈ≦Ｒを満足させ、前記中心間距離ｄは、式０．５Ｒ≦ｄ≦４Ｒを満足させ、前記球面半径Ｒは、式０．０１ｍｍ≦Ｒ≦３ｍｍを満足させる。
【００１６】
図４と図６を参照すると、前記凹部２３１は、前記第二透明層２３の表面にマトリクス方式に緊密に配列されている。前記凹部２３１の４つの内側面２３１１は、全て二等辺三角形である。向かい合う２つの内側面２３１１の夾角と他の２つの内側面２２３１１の夾角を同一に設定することもでき、不同一に設定することもできる。且つ、各々の夾角が６０度〜１２０度である。
【００１７】
図６に示すＸ方向において、互いに隣接する凹部２３１の中心間の距離Ｘ１の範囲は０．０２５ｍｍ〜１ｍｍであり、Ｙ方向において、互いに隣接する凹部２３１の中心間の距離Ｙ１の範囲は０．０２５ｍｍ〜１ｍｍである。且つ、前記凹部２３１がマトリクス方式に配列される列の方向とＸ方向とがなす夾角が０度〜９０度である。
【００１８】
前記拡散層２２は、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。本実施例では、前記拡散層２２と前記第一透明層２１の接続面、前記拡散層２２と前記第二透明層２３の接続面は、全て平面である。また、前記拡散層２２と前記第一透明層２１との間の接続力、前記拡散層２２と前記第二透明層２３との間の接続力を向上させるために、前記接続面を曲面にすることができる。
【００１９】
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２２２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。前記光学板２０の透光率は、前記透明樹脂２２１と拡散粒子２２２の組成比例によって制御される。好ましくは、前記光学板２０の透光率を３０％〜９８％にする。
【００２０】
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、光源の光線が前記第一透明層２１の複数の球面突起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、前記光線が前記第二透明層２３に直接入射されて、前記第二透明層２３の複数の凹部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が一体に成型される前記光学板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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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る。且つ、前記光学板２０を通過する光線が前記第二透明層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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図７は、本発明の第二実施例に係る光学板３０の断面図である。本実施例の光学板３０と第一実施例の光学板２０が異なるところは、前記第二透明層３３の互いに隣接する２つの凹部３３１の間に一定な間隔が存在することである。図７に示すＸ方向において、互いに隣接する凹部３３１の中心間の距離をＸ１とし、互いに隣接する凹部３３１の間隔をＸ２とし、Ｙ方向において、互いに隣接する凹部３３１の中心間の距離をＹ１とし、互いに隣接する凹部３３１の間隔をＹ２とすれば、前記数値Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２は、式Ｘ２＜Ｘ１及び式Ｙ２＜Ｙ１を満足させる。
【００２６】
図８は、本発明の第三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、前記第二透明層４３の凹部４３１は、４つの内側面と、矩形の凹部底面と、矩形の開口と、を具備することである。また、凹部の形状は、三角錐或いは三角錐台、或いは内側面を４つ以上を具備する多角錐或いは多角錐台であってもよい。
【００２７】
本発明の光学板の第一透明層の複数の球面突起或いは第二透明層の複数の凹部を他の方式に配列することができる。例えば、前記複数の球面突起或いは複数の凹部を不規則に配列することである。しかし、光学板の輝度を均一にするために、互いに隣接する２つの球面突起或いは凹部の中心間の距離をほぼ同一にする方がよい。
【００２８】
また、光学板の全体均一性を向上させるために、第一透明層の複数の球面突起或いは第二透明層の複数の凹部を離間して蜂巣状に配列するか、第一透明層の複数の球面突起或いは第二透明層の複数の凹部を緊密に蜂巣状に配列することもできる。
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術のバックライトを示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施例に係る光学板の斜視図である。
【図３】図２に示す光学板のIII部分の拡大図である。
【図４】図２に示す光学板のIV−IV線による断面図である。
【図５】図２に示す光学板の仰視図である。
【図６】図２に示す光学板の俯瞰図である。
【図７】本発明の第二実施例に係る光学板の俯瞰図である。
【図８】本発明の第三実施例に係る光学板の俯瞰図である。
【符号の説明】
【００３１】
２０  光学板
２１  第一透明層
２１１  球面突起
２２  拡散層
２２１  透明樹脂
２２３  拡散粒子
２３  第二透明層
２３１  凹部
２３１１  内側面
３０  光学板
３３  第二透明層
３３１  凹部
４０  光学板
４３  第二透明層
４３１  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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