(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、を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複数の球面突起が形成され、前記第二透明層の表面に複数の円台形突起が形成される。【選択図】図３
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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複数の球面突起が形成され、
前記第二透明層の表面に複数の円台形突起が形成されることを特徴とする光学板。
【請求項２】
前記拡散層、第一透明層、第二透明層の厚さが各々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】
前記第一透明層の互いに隣接する２つの球面突起の中心間の距離が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。
【請求項４】
前記第二透明層の互いに隣接する２つの円台形突起の中心間の距離が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。
【請求項５】
前記円台形突起の母線と軸心線の夾角が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。
【請求項６】
前記第一透明層と拡散層の接続面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。
【請求項７】
前記曲面に複数の円台形凹部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学板。
【請求項８】
前記第二透明層と拡散層の接続面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。
【請求項９】
前記曲面に複数の球面凹部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光学板。
【請求項１０】
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、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、
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、液晶パネルに十分な輝度を与え、且つ分布が均一である面光源を提供する。
【０００３】
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。
【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、光線が多く損失され、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複数の球面突起が形成され、前記第二透明層の表面に複数の円台形突起が形成される。
【発明の効果】
【０００９】
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成型される本発明の光学板において、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複数の球面突起が形成され、前記第二透明層の表面に複数の円台形突起が形成されている。光源の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る。次に、前記拡散された光線が他の透明層によって集光される。これで、光線が二回も拡散されるために、出射する光線の均一性を簡単に向上することができる。
【００１０】
又、光線が一体に成型された前記光学板を通過するので、光線が光学界面に形成される空気層に反射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、光線が空気層に反射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、前記第二透明層に入射するから、前記光学板は優れた光学的均一性を有する。
【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と図３を参照すると、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。前記光学板２０を製造する順序は変更されてもよいが、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。
【００１３】
前記第一透明層２１の表面には、複数の球面突起２１１が形成され、前記第二透明層２３の表面には、複数の円台形突起２３１が形成されている。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。
【００１４】
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。
【００１５】
第一透明層２１及び第二透明層２３は、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。また、第一透明層２１及び第二透明層２３は、異なる透明樹脂材料から製造することもできる。
【００１６】
図３と図４を参照すると、前記第一透明層２１の球面突起２１１はマトリクス方式に配列されている。互いに隣接する２つの球面突起２１１の中心間の距離をｄとし、前記球面突起２１１を形成する球体の半径をＲとし、前記球面突起２１１の高さをＨとすれば、前記距離ｄは、式０．０２５ｍｍ≦ｄ≦１．５ｍｍを満足し、前記半径Ｒは、式ｄ／４≦Ｒ≦２ｄを満足し、前記高さＨは、式０．０１ｍｍ≦Ｈ≦Ｒを満足する。
【００１７】
図３と図５を参照すると、前記第二透明層２３の円台形突起２３１は、マトリクス方式に配列され、前記円台形突起２３１の半径が前記拡散層２２から遠い方向へ徐々に大きくなる。これで、互いに隣接する２つの円台形突起２３１の中心間の距離をｄ１とし、前記円台形突起２３１の母線と軸心線の夾角をαとし、前記円台形突起２３１の最大半径をＲ１とすれば、前記最大半径は、式ｄ１／４≦Ｒ１≦２ｄ１を満足し、前記中心間距離ｄ１は、式０．０２５ｍｍ≦ｄ１≦１．５ｍｍを満足し、前記夾角αは、式３０度≦α≦７５度を満足する。前記光学板２０において、バックライトに要求される視角範囲と輝度に従って、前記第一透明層２１を光入射面に設置するか、第二透明層２３を光入射面に設置することができる。
【００１８】
前記光学板２０の拡散層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。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、ポリカーネボート、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。
【００１９】
前記光学板２０の透光率は、前記透明樹脂２２１と拡散粒子２２２の組成比によって決まる。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の円台形突起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反射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、光線が空気層によって反射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】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、光線が光学界面に形成される空気層によって反射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。
【００２５】
しかし、前記光学板２０の第二透明層２３を光入射面の側に設置するバックライトと、前記光学板２０の第一透明層２１を光入射面の側に設置するバックライトとの増光効果は相異する。例えば、前記第一透明層２１を光入射面に設置する場合、第二透明層２３の光出射面にマトリクス方式に配列された円台形突起２３１によって、光線が一定な範囲内で周囲へ拡散されるから、バックライトの視角範囲が相対的に広くなる。
【００２６】
前記第二透明層２３の複数の円台形突起２３１を他の方式に配列することもできる。例えば、不規則に配列することである。しかし、前記光学板２０の輝度を均一にするために、互いに隣接する二つの円台形突起２３１の中心間の距離を大体同じにする方がよい。また、図６と図７に示したように、光学板の全体均一性を向上させるために、光学板３０の円台形突起３３１と光学板４０の円台形突起４３１のように、円台形突起を蜂巣状にも配列することができる。
【００２７】
前記第一透明層２１の複数の球面突起２１１もマトリクス方式、或いは他の方式に配列することができる。例えば、前記球面突起２１１を蜂巣状に配列することである。
【００２８】
第一透明層と拡散層、又は第二透明層と拡散層の接続強度を向上させるために、前記第一透明層と拡散層、又は第二透明層と拡散層の間の接続面を複合型曲面に設置することができる。例えば、図８に示した光学板５０において、第一透明層５１と拡散層５２の間の接続面を第二透明層５３の円台形突起５３１の形状に相応する曲面に設けることである。即ち、前記曲面に円台形突起５３１の形状に相応する円台形凹部５２３が形成されていることである。
【００２９】
又は、前記第二透明層５３と拡散層５２の間の接続面を前記第一透明層５１の球面突起５１１の形状に相応する複合型曲面に設けることもできる。即ち、前記複合型曲面に前記球面突起５１１の形状に相応する球面凹部（未図示）が形成されていることである。前記接続面の形状は光学板を製造する金型によって決まる。
【００３０】
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】
【００３１】
【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−ＩＩＩ線による断面図である。
【図４】図２に示す光学板の倒置された状態の斜視図である。
【図５】図２に示す光学板の俯瞰図である。
【図６】本発明の第二実施例に係る光学板の俯瞰図である。
【図７】本発明の第三実施例に係る光学板の俯瞰図である。
【図８】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】
【００３２】
２０  光学板
２１  第一透明層
２１１  球面突起
２２  拡散層
２２１  透明樹脂
２２２  拡散粒子
２３  第二透明層
２３１  円台形突起
３０  光学板
３３  第二透明層
３３１  円台形突起
４０  光学板
４３  第二透明層
４３１  円台形突起
５０  光学板
５１  第一透明層
５２  拡散層
５２３  円台形凹部
５３  第二透明層
５３１  円台形突起
【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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