(57)【要約】【課題】  光拡散装置および光拡散装置の製造方法を開示する。【解決手段】  基板１１上に拡散層が形成される。拡散層は複数の微粒子１３とポリマー層１２とにより形成される。微粒子１３は前記ポリマー層１２の表面に付与され、各微粒子１３は前記ポリマー表面１２と接する。この配置により、微粒子１３を通過する光は直接空中に散乱する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面および第２の面を有する基板と、
基板の第２の面に付与された帯電防止層と、
基板の第１の面に被覆されたポリマー層と、
同ポリマー層の表面に付与された複数の微粒子と、各微粒子は同ポリマー表面と接触していることとを備える光拡散装置。
【請求項２】
微粒子径は１５μｍ〜８０μｍである請求項１に記載の光拡散装置。
【請求項３】
複数の微粒子は、少なくとも第１の直径を有する微粒子と第２の直径を有する微粒子とからなる請求項１に記載の光拡散装置。
【請求項４】
第１の直径は１５μｍ〜４０μｍであり、第２の直径は５５μｍ〜８０μｍである請求項３に記載の光拡散装置。
【請求項５】
同一の直径を有する微粒子は少なくとも１つの領域を形成する請求項３に記載の光拡散装置。
【請求項６】
複数の微粒子は、前記ポリマー表面の中央領域における微粒子は大径を有し、微粒子径が中央領域からの距離に反比例して変化するように構成される請求項１に記載の光拡散装置。
【請求項７】
光拡散装置を製造する方法であって、
（ａ）基板上に帯電防止層を形成する工程と、
（ｂ）ＵＶ硬化性ポリマーに対して１％〜１０％の光開始剤を含むＵＶ硬化性ポリマーを調製する工程と、
（ｃ）基板上に前記ポリマー層を被覆する工程と、
（ｄ）各微粒子が前記ポリマー層の表面と接触するように、直径１５μｍ〜８０μｍの複数の微粒子を前記ポリマー層の表面に対して付着させる工程とを備える方法。
【請求項８】
工程（ｄ）は静電気技術を用いて実施される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
静電気発生器を用いて、微粒子に静電気を付与する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
基板の上方に自動供給機を付設し、静電気を有する微粒子を供給する請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
静電気技術が実施されている間、振動が加えられる請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｄ）は振動を付加することにより実施される請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
表面を電気的に中和する静電気消去ファンまたは静電気消去ブラシにより、残余微粒子を除去する工程をさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｄ）は、基板の異なる領域にそれぞれ異なる直径を有する微粒子を付着させることにより実施される請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光拡散装置および光拡散装置の製造方法に関する。より詳細には、本発明はフラットモニタに用いられる光拡散装置およびフラットモニタに用いられる光拡散装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの従来型の光拡散装置においては、透明基板の上面が意図的に粗面化されており、光が透過する際に散乱現象を生じて光を拡散する機能を果たしている。別の従来型の光拡散装置においては、透明基板の上面に光拡散層が形成されている。光拡散層は、複数の微粒子および結着剤を含む。微粒子は結着剤中に完全に埋設されたり、結着剤から突出していたりする。このどちらであっても、光拡散層の粗面を形成する。光が光拡散層を通過して外方向に放射されるとき、所望の光拡散が達成される。微粒子は透明球であって、レンズ作用により光を拡散させる。光拡散装置が粗面または微粒子を用いて光拡散機能を果たすことは周知のことである。
【０００３】
しかし従来技術においては、光拡散層は微粒子を結着剤に混合し、その後その混合物を基板上に被覆することにより形成されている。微粒子は結着剤中にランダムに分布し、互いに不規則に重畳している。従って、光は複数の微粒子と結着剤とを通過する間に複数回の屈折をする。光拡散装置の輝度（明るさ）は長く冗長な光路により制約されている。
【特許文献１】特開２００１−１３３６０７号明細書
【特許文献２】特開平０１−１７２８０１号明細書
【特許文献３】特開平０２−１９４０５８号明細書
【特許文献４】米国特許第６，４６２，８８８号明細書
【特許文献５】台湾公開特許第２００６００８４２号明細書
【特許文献６】台湾特許第Ｍ２５２９３７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の第１の目的は、屈折角が均一に分布しており、異なる視野角における輝度均一性を向上させる光拡散装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、短い光路を有し光損失を低減するとともに、輝度を向上した光拡散装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の更なる目的は、近距離かつ大きな視野角から見たときに、フラットモニタには周辺暗部という不具合がない光拡散装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１の面および第２の面を有する基板と、基板の第２の面に付与された帯電防止層と、基板の第１の面に被覆されたポリマー層と、同ポリマー層の表面に付与された複数の微粒子と、各微粒子は同ポリマー表面と接触していることとを備えることを要旨とする。
【０００７】
この構成により、光が微粒子を通過すると光は直接空気中に散乱することができる。微粒子は相互に重畳していないので、光路が短く、光が進んで行くときの損失が低減され、全体的な輝度が向上する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光拡散装置において、微粒子径は１５μｍ
〜８０μｍであることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光拡散装置において、複数の微粒子は、少なくとも第１の直径を有する微粒子と第２の直径を有する微粒子とからなることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光拡散装置において、第１の直径は１５μｍ〜４０μｍであり、第２の直径は５５μｍ〜８０μｍであることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の光拡散装置において、同一の直径を有する微粒子は少なくとも１つの領域を形成することを要旨とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の光拡散装置において、複数の微粒子は、前記ポリマー表面の中央領域における微粒子は大径を有し、微粒子径は中央領域からの距離に反比例して変化するように構成されることを要旨とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、光拡散装置を製造する方法であって、基板上に帯電防止層を形成する工程と、ＵＶ硬化性ポリマーに対して１％〜１０％の光開始剤を含むＵＶ硬化性ポリマーを調製する工程と、基板上に前記ポリマー層を被覆する工程と、各微粒子が前記ポリマー層の表面と接触するように、直径１５μｍ〜８０μｍの複数の微粒子を前記ポリマー層の表面に対して付着させる工程とを備えることを要旨とする。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、工程は静電気技術を用いて実施されることを要旨とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の方法において、静電気発生器を用いて、微粒子に静電気を付与することを要旨とする。
【００１３】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の方法において、基板の上方に自動供給機を付設し、静電気を有する微粒子を供給することを要旨とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の方法において、静電気技術が実施されている間、振動が加えられることを要旨とする。
【００１４】
請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、工程は振動を付加することにより実施されることを要旨とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、表面を電気的に中和するための静電気消去ファンまたは静電気消去ブラシにより、残余微粒子を除去する工程をさらに備えることを要旨とする。
【００１５】
請求項１４に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、工程は、基板の異なる領域にそれぞれ異なる直径を有する微粒子を付着させることにより実施されることを要旨とする。
【００１６】
本発明の一態様において、拡散層は基板上に形成され、拡散層は微粒子およびポリマー層を備え、微粒子はポリマー層の表面に付与されている。各微粒子はポリマー表面と接触している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下の好ましい実施例に関しては、前述した目的、特徴、および利点をより良く理解できるようにするため、添付の図面に沿って詳述する。
本願において説明する微粒子は球形をなす微粒子である。しかし、一実施態様において、図面中の微粒子は完全な球として図示されている。本願における「直径」は球の公称直径を表す。
【００１８】
図１は、本発明における第１の実施態様の光拡散装置を示す概略図である。光拡散装置は、上面１１ａと下面１１ｂとを有する光透明体基板１１を備える。基板１１の上面１１ａには、透明なＵＶ硬化性ポリマー層１２がコーティングされている。ポリマー層１２の表面には複数の微粒子１３が付与されている。全ての微粒子１３はポリマー層１２の表面と接触している。下面１１ｂ上には帯電防止層１４が形成されている。
【００１９】
微粒子１３の直径は全て同一であり、１５μｍ〜８０μｍであることが好ましい。
光は同一の直径を有する微粒子１３を通過する間に屈折拡散する。短い光路を用いることにより、全体的な輝度が高められる。微粒子１３はほぼ同一の直径を有するので、拡散角度の均一性が得られる。さらに、本発明において、微粒子１３の表面の一部は空気に暴露されていることにより、光が微粒子１３を通過するときに光を空中に散乱することができる。微粒子の表面の一部は空気に暴露されていることによりポリマー層１２中に冗長な光路がないので、可能性のある全視野角において屈折角は均一に分布する。従って、全視野角において輝度の均一性を向上させることができる。
【００２０】
図２は、本発明における第２の実施態様の光拡散装置を示す概略図である。図３は図２のＸ−Ｘに沿って見たときの簡略化した断面図である。第１の実施態様と比較すると、微粒子１５，１６は異なる直径を有しているので、微粒子１５，１６の屈折率もまた異なる。そのため、微粒子１５，１６が夫々の割り当て領域に配置されると、異なる割り当て領域間において異なる散乱結果が得られる。このような異なる光散乱結果は、バックライトモジュールおよびモニタの実際の設計要件に沿って得ることができる。
【００２１】
図２に示すように、拡散装置は上面１１ａと下面１１ｂとを有する光透明体基板１１を備える。基板１１の上面１１ａには、透明なＵＶ硬化性ポリマー層１２が被覆されている。ポリマー層１２の表面には、複数の異なる直径を有する微粒子１５，１６が付与されている。全ての微粒子はポリマー層１２の表面と接触している。同一の直径を有する微粒子は少なくとも１つの領域を形成し、２つ以上の領域が形成されるときには、互いの領域は交互に配置される。好ましい実施態様においては、図２，３に示すように、中央領域に配置された微粒子１５は大径を有し、周辺領域に配置された微粒子１６は小径を有する。小径を有する微粒子１６は１５μｍ〜４０μｍであり、大径を有する微粒子１５は５５μｍ〜８０μｍであることが好ましい。別の好ましい実施態様においては、複数の微粒子は、図４に示すように、中央領域に配置された微粒子は大径を有し、微粒子径は中央からの距離に反比例して変化するように構成される。図３，４は簡略化された概略図であり、さらに微粒子量は正確には図示されていないことに留意されたい。下面１１ｂ上には帯電防止層１４が形成されている。
【００２２】
これにより本発明は、フラットモニタを近距離かつ大きな視野角から見たときに、フラットモニタに周辺暗部という不具合がない光拡散装置を提供する。
図５は、本発明における光拡散装置の製造工程のフローチャートである。本方法は以下の工程からなる。
【００２３】
１．光透明体基板１１の一面に帯電防止層１４をコーティングにより形成し、同層を５０℃〜１３０℃の環境下において固化させる工程（Ｓ５０１）。
２．ＵＶ硬化性ポリマーに対して１％〜１０％の光開始剤を含むＵＶ硬化性ポリマーを調製する工程（Ｓ５０２）。ポリマーはポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、またはこれらの等価物から選択される。
【００２４】
３．光透明体基板１１の他面にポリマー１２を均一にコーティングする工程（Ｓ５０３
）。基板はロール形状をなしていることが好ましい。
４．直径１５μｍ〜８０μｍの微粒子を選択し、静電気発生器を用いて各微粒子に正または負の静電気を付与する工程。微粒子はポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、またはこれらの等価物からなる。基板１１の面に静電気を有するように制御された平板（図示せず）を配置し、前記ポリマー表面に微粒子の静電気とは反対極性の静電気を保持させる。図６に示すように、基板１１のポリマー１２によりコーティングされた面の上方に自動供給機６０を設置し、静電気を有する微粒子を付与する。上記の平板により前記ポリマー表面に付与された静電気による引力により、微粒子をポリマー１２に付着させ、さらにポリマー１２の表面に均一に付着させて、各微粒子をポリマー１２の表面に接触させる（Ｓ５０４）。図７に示すように、振動を加えて、全ての微粒子をポリマー１２表面に接触させることが好ましい。全ての微粒子をポリマー１２表面に接触させるように静電気技術が実施されている間、振動を加えることが好ましい。
【００２５】
５．ＵＶ光を照射することにより前記ポリマー表面を固化させ（Ｓ５０５）、微粒子をポリマー１２の表面に固定する工程。
６．表面を電気的に中和する静電気消去ファンまたは静電気消去ブラシにより、残余微粒子を除去する工程（Ｓ５０６）。
【００２６】
７．実技的な必要性に応じて、さまざまな直径を有する微粒子を基板のさまざまな個々の領域に引きつけ、微粒子の所望の直径分布を得ることができる。小径の微粒子は大径の微粒子よりも光散乱効果が優れる。このようにすることにより、近距離かつ大きな視野角から見たときに、充分な輝度が得られる。
【００２７】
前記ポリマーの単位面積当りに含まれる微粒子の量および重量は、下記式１および２により計算される。
ｎ＝Ａ／（ｒ２＊π）            ・・・・・ 式１
ここで、ｒは微粒子径、πは円周率、Ａは単位面積、およびｎは単位面積当りのポリマー中に含まれる微粒子の量を表す。
Ｗ＝（（４／３）πｒ３）＊ｎ＊Ｄ  ・・・・式２
ここで、πは円周率、Ｄは微粒子の密度、およびＷは単位面積当りの微粒子の全重量を表す。
【００２８】
以上説明したように、本発明は短い光路を備える光拡散装置を提供する。微粒子は互いに重畳していないので、光路は短く、光が移動する際の損失を低減させ、全体的な輝度を高めることができる。
【００２９】
上記の実施例は単に例示する方法により提示したものであり、本発明を限定することを意図したものではない。また本発明の精神および範囲を逸脱することなく、多くの変更および改変を行うことは可能である。従って、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲により定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明における第１の実施態様の光拡散装置を示す概略図。
【図２】本発明における第２の実施態様の光拡散装置を示す概略図。
【図３】図２のＸ−Ｘに沿って見た簡略化した断面図。
【図４】本発明における別の実施態様を示す簡略化した断面図。
【図５】本発明における光拡散装置の製造工程のフローチャート。
【図６】微粒子を付与する自動供給機を示す概略図。
【図７】本発明における振動を加える方法を示す概略図。
【符号の説明】
【００３１】
１１・・・ 基板、１２・・・ ポリマー層、１３，１５，１６・・・ 微粒子、１４・
・・ 帯電防止層。
【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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