説明

一体化された導光板及びその製造方法

LCD用バックライトユニットに使用するための一体化された導光板及びその製造方法を開示する。当該一体化された導光板は、光を導くための導光板を含み、当該導光板は面状光を形成するためのものであり、当該一体化された導光板は、導光板の下に配置された反射コーティング層を含み、当該反射コーティング層は光が再び導光板に入射するように導光板の下面から出てくる光を反射するためのものであり、当該一体化された導光板は、導光板上に配置された拡散コーティング層を含み、当該拡散コーティング層は導光板から出てくる光を拡散するためのものであり、当該一体化された導光板は、拡散コーティング層上に配置されたプリズムコーティング層を含み、当該プリズムコーティング層は拡散コーティング層から出てくる光を集めるためのものであり、且つ、当該一体化された導光板は、導光板と反射コーティング層との間及び導光板と拡散コーティング層との間にそれぞれ配置された低屈折コーティング層を含む。この構成によれば、バックライトユニットの組立プロセスの数を減らすことができ、また、それにより作業性及び品質の向上を達成することができる。光学フィルムにおけるしわによって引き起こされる欠陥の生成を防ぐこともできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LCD用バックライトユニットに使用するための一体化された導光板及びその製造方法に関し、より詳しくは、光を導いたり拡散させたりするのに適した導光板及び拡散板が反射板を介して一体化されて形成されている、一体化された導光板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、LCDは、液晶の電気光学的特性に従って液晶の光透過率を精密に制御することにより、情報処理装置で処理された情報をユーザーが認識できるように構成されたディスプレイ装置として知られている。
【0003】
そのようなLCDは、液晶を制御することによって映像又は情報を実現するための液晶ディスプレイアセンブリ、及び液晶ディスプレイアセンブリ上に実現された映像又は情報をユーザーが見ることを可能にするための光を供給するバックライトユニットを含んでいる。
【0004】
ここで、光学フィルムを使用する映像ディスプレイの性能は、映像ディスプレイに使用されるバックライトユニットの性能に大きく影響される。
【0005】
これは、映像ディスプレイは、光学フィルムを通じて光を反射又は透過することによって映像ディスプレイに使用される光の量を制御するシステムを主に使用しているためである。薄い光学フィルムを映像ディスプレイに効果的に適用するために、優れた光学的性能を示す様々な光学フィルムが提案されてきた。
【0006】
図1は、一般的なLCD用のバックライトユニットの簡単な構造である。
【0007】
図1に関して、LCDに光を供給するための光源11が示されている。光源11として、発光ダイオード(LED)、又は放電ランプの一種である冷陰極蛍光ランプ(CCFL)が使用され得る。
【0008】
線状光又は点状光を均一な面状光に変換するために、導光板13がLCDに使用される。
【0009】
導光板13は、導光板13の片側又は両側の面に入射する光を導きながら均一な面状光を形成する。面状光は、導光板13上に配置された拡散シート14によって均一に拡散され、そうして光の均一性が高められる。反射シート12が導光板12の下に配置され、それは反射された光が導光板13へ再び入射するように導光板13の下面から出てくる光を反射するためである。
【0010】
第1及び第2のプリズムシート15及び16が拡散シート14上に配置され、それは拡散シート14から出てくる光を集めるためであり、それはひいては輝度の増大を実現するためである。保護シート17が第2のプリズムシート16上に配置され、それはプリズムシート16を保護するためである。薄膜ディスプレイ18がLCDの最上部に配置される。
【0011】
プリズムシート15及び16は、互いに直交するよう配置される。プリズムシート15及び16のそれぞれは、集光シートとして働く可塑性の薄い光学フィルムである。そのような可塑性の薄い光学フィルムは、透明ポリマー素材から作られ、その一面は構造化された表面を、別の面は滑らかな表面を有する。
【0012】
光学フィルムの構造化された表面は、平行に配置された小さな二等辺三角形プリズムの直線的な配列を含んで、光学フィルムの全長にわたる複数の頂点及び窪みを形成する。
【0013】
導光板13及び拡散シート14は、溶融した樹脂組成物を射出成形するか又は溶融した樹脂組成物を押し出し機を通して押し出し、射出成形された又は押し出された製造物を、該製造物がプレート状となるように研磨ローラの間に定められたニップを通過させ、圧延された製造物を冷却し、冷却された製造物を所望のサイズに裁断することによって作製され得る。
【0014】
特に、導光板13は、一般にPMMA又はPC素材から作られているプレート状基板を所望のサイズに裁断し、裁断した基板の下面に拡散インクを使用してドットパターンを印刷することにより作製される。ドットが光源から空間的に遠くなるにつれて次第にドットの密度が増すように印刷を行い、それは導光板13に入射する光を散乱及び乱反射させるためであり、それはひいては均一な輝度をもたらすためである。
【0015】
しかしながら、そのような従来のバックライトユニットを製造するためには、上述のようにして作製された導光板の下に反射シート12を配置し、続いて拡散プレート14並びにプリズムシート15及び16を配置する、複数のプロセスを使用する必要がある。
【0016】
更には、従来のバックライトユニットにおいては、バックライトユニットの近くに配置された光源11が発生する内部熱及び湿気のある外部環境によってシートにしわが形成されて欠陥が生じることがあるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
従って、本発明は、上記問題を鑑みてなされており、本発明の目的は、導光板及び拡散プレートが一体化されて形成されている一体化された導光板、並びに、バックライトユニットの組立プロセスの数を減らすことができ、それにより作業性及び品質の向上を達成することができる、前記一体化された導光板の製造方法を提供することである。
【0018】
本発明の別の目的は、LCDで生成される内部熱及び湿気のある外部環境によりシートに生成され得るしわによって引き起こされる欠陥の生成を防ぐことができる、一体化された導光板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
一つの態様によれば、本発明は一体化された導光板を提供し、当該一体化された導光板は:光を導くための導光板を有し、当該導光板は面状光を形成するためのものであり;導光板の下に配置された反射コーティング層を有し、当該反射コーティング層は光が再び導光板に入射するように導光板の下面から出てくる光を反射するためのものであり;導光板上に配置された拡散コーティング層を有し、当該拡散コーティング層は導光板から出てくる光を拡散するためのものであり;拡散コーティング層上に配置されたプリズムコーティング層を有し、当該プリズムコーティング層は拡散コーティング層から出てくる光を集めるためのものであり;且つ、導光板と反射コーティング層との間及び導光板と拡散コーティング層との間にそれぞれ配置された低屈折コーティング層を有する。
【0020】
低屈折コーティング層は、低屈折コーティング層に隣接して配置された導光板の屈折率よりも低い屈折率を有していても良い。
【0021】
低屈折コーティング層は約1.3から1.45の屈折率を有していても良い。
【0022】
低屈折コーティング層は、ポリシロキサン樹脂、フッ素含有ポリシロキサン樹脂、トリフルオロアクリレート、及びシリコンベースの樹脂から選択される熱硬化性又はUV硬化性樹脂から作られていても良い。
【0023】
低屈折コーティング層のそれぞれは低屈折性微粒子を含有しても良い。
【0024】
低屈折性微粒子は、CaF、NaF、NaAlF、SiO、AlF、LiF及びMgFから選択されても良い。
【0025】
低屈折コーティング層のそれぞれは約5から30μmの厚さを有していても良い。
【0026】
拡散コーティング層は、光を散乱するための透明なパーティクルを含有しても良い。
【0027】
一体化された導光板は、反射コーティング層の下又はプリズムコーティング層の上に配置された保護フィルムを更に有しても良い。
【0028】
別の態様によれば、本発明は、一体化された導光板を製造する方法を提供し、当該方法は:導光板の一面に印刷プロセスを行うことを有し、それは導光板の当該面に光を散乱するドットパターンを形成するためであり;導光板上に印刷されたドットパターン上に第1の低屈折コーティング層を形成することを有し;第1の低屈折コーティング層上に反射コーティング層を形成することを有し;導光板の他の面上に第2の低屈折コーティング層を形成することを有し;第2の低屈折コーティング層上に拡散コーティング層を形成することを有し;且つ、拡散コーティング層上にプリズムコーティング層を形成することを有する。
【0029】
当該方法は、製造された一体化された導光板を所定のサイズに裁断することを更に有しても良い。
【0030】
屈折コーティング層を形成するステップは、第1の低屈折コーティング層上に反射剤を含有する樹脂組成物をコーティングすることを有しても良い。
【0031】
拡散コーティング層を形成するステップは、第2の低屈折コーティング層上に樹脂組成物をコーティングし、コーティングされた樹脂組成物を乾燥することを有しても良い。
【0032】
プリズムコーティング層を形成するステップは、構造化されたパターンが形成されるように拡散コーティング層上に樹脂組成物をコーティングすることを有しても良い。
【0033】
当該方法は、反射コーティング層の下面又はプリズムコーティング層の上面に保護フィルムを貼り付けることを更に有しても良い。
【発明の効果】
【0034】
本発明によれば、導光板及び拡散プレートが一体化されて形成されている一体化された導光板を得ること、バックライトユニットの組立プロセスの数を減らすこと、及びそれにより作業性及び品質の向上を達成することが可能である。
【0035】
本発明によれば、LCDで生成される内部熱及び湿気のある外部環境によりシートに生成され得るしわによって引き起こされる欠陥の生成を防ぐことも可能である。
【0036】
本発明の上記及び他の目的、特徴並びに他の利点は、添付の図面と共に解釈される以下の詳細な説明からより明確に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0037】
以下、本発明の例示的な実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
【0038】
図2は、本発明の一つの実施形態による一体化された導光板を示す概略断面図である。
【0039】
図2に関して、本発明による一体化された導光板は、点状光源又は線状光源から放出される光を導くための導光板23を含み、当該導光板23は面状光を形成するためのものである。また、一体化された導光板は、導光板23の下に配置された反射コーティング層22を含み、当該反射コーティング層22は反射された光が再び導光板23に入射するように導光板23の下面から出てくる光を反射するためのものであり、当該一体化された導光板は、導光板23上に配置された拡散コーティング層24を含み、当該拡散コーティング層は導光板23から出てくる光を拡散するためのものであり、且つ、当該一体化された導光板は、拡散コーティング層24上に配置されたプリズムコーティング層25を含み、当該プリズムコーティング層25は拡散コーティング層24から出てくる光を集めるためのものである。
【0040】
ドットパターン27が導光板23の下面に印刷され、それは光の乱反射又は散乱を引き起こしながら光を導くためである。
【0041】
本発明による一体化された導光板は、導光板23と反射コーティング層22との間及び導光板23と拡散コーティング層24との間にそれぞれ配置された低屈折コーティング層20及び21を更に含む。反射コーティング層22、拡散コーティング層24、プリズムコーティング層25及び導光板23は、一体化されて形成される。
【0042】
プリズムコーティング層25は、集光作用を与えるのに適している。プリズムコーティング層25は、プリズム構造を持つ構造化されたパターンを、該構造化されたパターンで形成された鋳型を使用してオリゴマー樹脂層に転写し、UV照射で樹脂層を硬化することによって形成され得る。
【0043】
本発明による一体化された導光板の低屈折コーティング層20及び21は、層20及び21に隣接して配置された導光板の屈折率(PMMAの場合、1.54)よりも低い屈折率を有する。低屈折コーティング層20及び21は、好ましくは、1.3から1.45の屈折率を有する素材から作られ、それは光の反射時又は光の伝達時に全反射作用をもたらすためである。
【0044】
低屈折コーティング層20及び21のそれぞれは、熱硬化性又はUV硬化性樹脂として、ポリシロキサン樹脂、フッ素含有ポリシロキサン樹脂、トリフルオロアクリレート、又はシリコンベースの樹脂を含む組成物を有していても良い。該組成物は、低屈折性微粒子を更に含んでいても良く、又は他の添加剤と混合されていても良い。
【0045】
低屈折性微粒子としては、CaF(屈折率1.23)、NaF(屈折率1.29)、NaAlF(屈折率1.33)、SiO(屈折率1.35から1.48)、AlF(屈折率1.38)、LiF(屈折率1.4)又はMgF(屈折率1.4)が挙げられる。
【0046】
本発明による一体化された導光板の拡散コーティング層24は、好ましくは、導光板23から反射された光を散乱するための透明なパーティクル26を含有する。
【0047】
パーティクルは、光の進路において光を散乱することにより光の均一性をもたらす。
【0048】
また、保護フィルム28が、反射コーティング層22と接触するようにして反射コーティング層22の下に配置される。
【実施例】
【0049】
以下、本発明による一体化された導光板及びその製造方法を実施例と共に詳細に説明する。
【0050】
屈折率1.34のAR110(ダイキン社の商品名)、屈折率1.38のLRI−3(KONGYOUNG社の商品名)、屈折率1.41のTU2085(JSR社の商品名)及び屈折率1.43のLC0007(DSM社の商品名)の各低屈折性樹脂に対して5部の光開始剤を加えることにより様々な組成物を調製した。
【0051】
導光板の上面及び下面に、各組成物を使用して低屈折樹脂層を1から50μmの厚さでコーティングした。
【0052】
各低屈折樹脂層が5μm未満の厚さを有する場合、光学効果の低下が生じる。一方、各低屈折樹脂層が30μmを上回る厚さを有する場合、望ましい薄さの製品を達成するのが困難である。この場合、透過率の低下も生じる。従って、低屈折樹脂層は5から30μmの厚さを有することが好ましい。
【0053】
コーティングプロセスの後、500mJ/cmのUV量を用いたUV照射により、コーティングした低屈折樹脂層を硬化した。
【0054】
その後、平均粒径20μmのアクリル樹脂微粒子をアクリル樹脂の重量に対して200重量部の量で150重量部のメチルエチルケトン中に分散させることにより組成物を作製した。調製した組成物を5から30μmの厚さで各導光板サンプルにコーティングした後、硬化させた。
【0055】
続いて、得られたサンプルに以下の組成物をコーティングした:
ウレタンアクリレート 10重量部;
エポキシアクリレート 37重量部;
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート+ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 13重量部;
エトキシ化10ビスフェノールAアクリレート 30重量部;
光開始剤(商品名:TPO) 3部
【0056】
プリズム構造が彫刻されたマスタをコーティングされた層に押し付け、次にそれをUVランプ(100W/cm)を用いたUV照射に供して、コーティングされた層へプリズム構造を転写した。
【0057】
そのようにして、上述した低屈折性樹脂を用いた一体化された導光板サンプルを得た。各一体化された導光板サンプルは、以下の輝度及び均一度を持っていた。
【0058】
【表1】

【0059】
以下、本発明による一体化された導光板の製造方法を説明する。
【0060】
図3は、本発明の一つの実施形態による一体化された導光板の製造プロセスを示すフローチャートである。図4aから4gは、本発明による一体化された導光板の製造プロセスにおいて形成される構造を示す概略断面図である。
【0061】
拡散コーティング層24、反射コーティング層22及びプリズムコーティング層25が一体化されて形成されている本発明の一体化された導光板は、以下のようにして製造される。
【0062】
第1番目として、導光板23の一面に印刷プロセスを行うことにより光を散乱するドットパターン27の形成を行う(S100)。
【0063】
図4aに示すように、印刷されたドットが導光板23から下向きに出てくる光が上向きに反射及び散乱されるのを可能にするピッチを有するようにドットパターン27を導光板23の一面に印刷する。印刷プロセスは実際的には、まだ最終的な所望の製品サイズに裁断されていない導光板に対応する大きなサイズのPMMAのプレートに対して行う。
【0064】
第2番目として、導光板23に印刷したドットパターン27上への第1の低屈折コーティング層20の形成を、コーティングプロセスによって行う(S200)。
【0065】
図4bに示すように、第1の屈折コーティング層20は、導光板23と反射コーティング層22との間に形成される屈折層であり、界面において光の全反射を引き起こすためのものである。第1の屈折コーティング層20は、PMMAより低い屈折率を有する素材から作られる。
【0066】
第3番目として、第1の低屈折コーティング層20上への反射コーティング層22の形成を行う(S300)。
【0067】
図4cに示すように、反射コーティング層22の形成は、反射剤を含有する樹脂組成物を第1の低屈折コーティング層21上にコーティングすることによって達成することができる。コーティングした層をUV照射によって硬化する。
【0068】
更に、図4dに示すように、保護シート28を貼り付けて、下にある反射コーティング層22を保護しても良い。
【0069】
このプロセスは、プリズムコーティング層25を保護するための保護シートの付加においても同様な方法で行うことができる。
【0070】
第4番目として、第1の低屈折コーティング層20と同じ屈折率及び組成物条件を有する第2の低屈折コーティング層21の、導光板23の他の面上への形成を行う(S400)。
【0071】
図4eに示すように、このプロセスは、上述したプロセスに供した導光板23を裏返し、第1の屈折コーティング層20のコーティングプロセスと同様の方法で第2の低屈折コーティング層21を導光板23の上面にコーティングすることによって達成される。
【0072】
第5番目として、第2の低屈折コーティング層21上への拡散コーティング層24の形成を行う(S500)。
【0073】
図4fに示すように、拡散コーティング層24を形成するプロセスは、透明なパーティクル26が分散された樹脂組成物を第2の低屈折コーティング層21にコーティングし、コーティングした樹脂層を硬化することによって達成することができる。
【0074】
第6番目として、拡散コーティング層24上へのプリズムコーティング層25の形成を最後に行う(S600)。
【0075】
プリズムコーティング層25を形成するプロセスは、拡散コーティング層24に樹脂組成物をコーティングし、プリズム構造の微細なパターンで彫刻されたマスタを、コーティングした樹脂層へ押し付けて該パターンをコーティングした樹脂層へ転写し、そしてUV光線を該パターンを転写した層へ照射して構造化されたパターンを形成することにより達成される。
【0076】
実際的には、上述したような微細なパターンをそれぞれ有するプリズムコーティング層25は、その微細なパターンが互いに直交して互いに重なるように配置され、光を集めるための光学要素として使用される。
【0077】
上述したプロセスによって、導光板23、反射コーティング層22、拡散コーティング層24及びプリズムコーティング層25が低屈折コーティング層20及び21を介して一体化されて形成されている一体化された導光板が完全に形成される。
【0078】
本発明による一体化された導光板の製造方法によれば、上述したようにして製造された一体化された導光板は、該一体化された導光板を所望の製品サイズに裁断するプロセスに供した後で最終製品として完成される。
【0079】
図5は、本発明による、上述したようにして製造された一体化された導光板を特定の製品サイズに裁断する裁断プロセスを示している。
【0080】
図5に関して、大きなサイズ(例えば、水平の長さ1300mm、鉛直の長さ1600mm)を持つ導光板を所望の製品サイズ(例えば、19インチの製品サイズ)に裁断して導光板と光学フィルムとが結合した複数の製品を得ているのを見ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0081】
即ち、導光板が光学フィルムとは別に最初に製造され、製造された導光板への光学フィルムの組立てがその後で行われる従来の場合と異なり、本発明による一体化された導光板の製造においては、大きなサイズの導光板が、導光板が光学フィルムと一体化されているようにして最初に製造され、製造された導光板が製品サイズに適う特定のサイズに裁断される。
【0082】
本発明の好ましい実施形態を例示的な目的で開示してきたが、添付の特許請求の範囲に開示した発明の範囲及び精神から離れることなく、様々な改良、追加及び置き換えが可能であることを当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【0083】
【図1】LCDパネルを照明するバックライトユニットの分解斜視図である。
【図2】本発明による一体化された導光板の概略断面図である。
【図3】本発明による一体化された導光板の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図4】図4aから図4gは、本発明による一体化された導光板の製造プロセスにおいて形成される構造を示す概略断面図である。
【図5】本発明に従って製造された一体化された導光板を特定の製品サイズに裁断する裁断プロセスを示す概略図である。
【符号の説明】
【0084】
11:光源 12:反射シート
13:導光板 14:拡散シート
15、16:プリズムシート 17:保護シート
18:ディスプレイ 20、21:低屈折コーティング層
22:反射コーティング層 23:導光板
24:拡散コーティング層 25:プリズムコーティング層
26:パーティクル 27:ドットパターン
28:保護シート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一体化された導光板であって、当該一体化された導光板は:
光を導くための導光板を有し、当該導光板は面状光を形成するためのものであり;
導光板の下に配置された反射コーティング層を有し、当該反射コーティング層は光が再び導光板に入射するように導光板の下面から出てくる光を反射するためのものであり;
導光板上に配置された拡散コーティング層を有し、当該拡散コーティング層は導光板から出てくる光を拡散するためのものであり;
拡散コーティング層上に配置されたプリズムコーティング層を有し、当該プリズムコーティング層は拡散コーティング層から出てくる光を集めるためのものであり;且つ、
導光板と反射コーティング層との間及び導光板と拡散コーティング層との間にそれぞれ配置された低屈折コーティング層を有し、
当該導光板は、反射コーティング層、拡散コーティング層及びプリズムコーティング層と一体化している、
一体化された導光板。
【請求項2】
低屈折コーティング層が、低屈折コーティング層に隣接して配置された導光板の屈折率よりも低い屈折率を有する、請求項1記載の一体化された導光板。
【請求項3】
低屈折コーティング層が約1.3から1.45の屈折率を有する、請求項1又は2記載の一体化された導光板。
【請求項4】
低屈折コーティング層が、ポリシロキサン樹脂、フッ素含有ポリシロキサン樹脂、トリフルオロアクリレート、及びシリコンベースの樹脂から選択される熱硬化性又はUV硬化性樹脂から作られている、請求項1記載の一体化された導光板。
【請求項5】
低屈折コーティング層のそれぞれが低屈折性微粒子を含有する、請求項1又は4記載の一体化された導光板。
【請求項6】
低屈折性微粒子が、CaF、NaF、NaAlF、SiO、AlF、LiF及びMgFから選択される、請求項5記載の一体化された導光板。
【請求項7】
低屈折コーティング層のそれぞれが約5から30μmの厚さを有する、請求項1記載の一体化された導光板。
【請求項8】
拡散コーティング層が、光を散乱するための透明なパーティクルを含有する、請求項1記載の一体化された導光板。
【請求項9】
反射コーティング層の下又はプリズムコーティング層の上に配置された保護フィルムを更に有する、請求項1記載の一体化された導光板。
【請求項10】
一体化された導光板の製造方法であって、当該方法は:
導光板の一面に印刷プロセスを行うことを有し、それは導光板の当該面に光を散乱するドットパターンを形成するためであり;
導光板上に印刷されたドットパターン上に第1の低屈折コーティング層を形成することを有し;
第1の低屈折コーティング層上に反射コーティング層を形成することを有し;
導光板の他の面上に第2の低屈折コーティング層を形成することを有し;
第2の低屈折コーティング層上に拡散コーティング層を形成することを有し;且つ、
拡散コーティング層上にプリズムコーティング層を形成することを有する、
方法。
【請求項11】
製造された一体化された導光板を所定のサイズに裁断することを更に有する、請求項10記載の方法。
【請求項12】
屈折コーティング層を形成するステップが、第1の低屈折コーティング層上に反射剤を含有する樹脂組成物をコーティングすることを有する、請求項10記載の方法。
【請求項13】
拡散コーティング層を形成するステップが、第2の低屈折コーティング層上に樹脂組成物をコーティングし、コーティングされた樹脂組成物を乾燥することを有する、請求項10記載の方法。
【請求項14】
プリズムコーティング層を形成するステップが、構造化されたパターンが形成されるように拡散コーティング層上に樹脂組成物をコーティングすることを有する、請求項10記載の方法。
【請求項15】
反射コーティング層の下面又はプリズムコーティング層の上面に保護フィルムを貼り付けることを更に有する、請求項10記載の方法。

【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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【公表番号】特表2009−522717(P2009−522717A)
【公表日】平成21年6月11日(2009.6.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−548403(P2008−548403)
【出願日】平成18年12月22日(2006.12.22)
【国際出願番号】PCT/KR2006/005667
【国際公開番号】WO2007/094558
【国際公開日】平成19年8月23日(2007.8.23)
【出願人】(507299367)ドゥサン コーポレーション (10)
【Fターム(参考)】