一体型導光板と、それを備えるバックライト装置及び一体型導光板の製造方法
【課題】一体型導光板と、それを備えるバックライト装置及び一体型導光板の製造方法を提供する。
【解決手段】光源から入射した光を出射する出光面を備え、出光面には、光を全反射して上部に出光させるように一体に形成された複数のプリズム形状構造体を備える一体型導光板である。
【解決手段】光源から入射した光を出射する出光面を備え、出光面には、光を全反射して上部に出光させるように一体に形成された複数のプリズム形状構造体を備える一体型導光板である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バックライト装置及びその製造方法に係り、さらに詳細には、一体型導光板を備えるバックライト装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、バックライト装置は、液晶表示装置のような平面表示装置を照明するものであって、光源の位置によって直下方式と導光板方式とに区分される。導光板方式は、平板方式とウェッジ(くさび)方式とに分けられる。
【0003】
直下方式は、出光面の直下に光源を置いて面発光を可能にする方式であって、導光板方式に比べて複数個の光源を配置して輝度を向上させ、発光面を広くできるという長所があるが、消費電力が多くなり、薄型化する場合には、ランプ形状が投影されて均一度が非常に低くなるため、薄型化が難しいという短所がある。
【0004】
導光板方式は、光線を出光面方向に案内するための導光板を使用し、光源は、導光板の側面に配置した方式であって、光源の個数は、導光板の側面の長さに限定されるが、薄型化が可能であるという長所があるが、発光面全体に輝度を均一に分布させるための過程が直下方式に比べて複雑であるという短所がある。
【0005】
平板方式は、モニターや高輝度が必要な場合に使われるものであって、導光板の両側または4つの側面に光源を固定し、導光板を通過した光を液晶表示板側に投射するように構成される。このように、複数個の光源を導光板の側面に置いて輝度を向上させるためには、導光板の側面の厚さが均一である必要がある。
【0006】
ウェッジ方式は、ノート型PCのように電力消耗が制限される場合に複数個の光源を使用し難い装置に使われるものであって、光源入射部である一側面の幅のみを広くし、他面は狭くすることによって、バックライトユニットの重量を軽減することができる。
【0007】
導光板方式に使われる光源として線光源と点光源とを使用しうる。線光源は、両端部の電極が管内に設置される冷陰極蛍光ランプ(CCFL:ColdCathode Fluorescent Lamp)があり、点光源としては、発光ダイオード(LED:Light EmittingDiode)がある。CCFLは、強い白色光を放出でき、高輝度と高均一度とが得られ、大面積化の設計が可能であるという長所があるが、高周波交流信号によって作動し、作動温度範囲が狭いという短所がある。LEDは、輝度及び均一度の側面でCCFLに比べて性能が劣るが、直流信号によって作動し、寿命が長く、かつ作動温度範囲が広い。また、薄型化が可能であるという長所を有する。
【0008】
図1は、従来の側面発光型バックライト装置を概略的に示す側面図である。
【0009】
図1に示すように、導光板20の両側面21,22には、線光源10がそれぞれ設けられている。導光板20の下面23には、線光源10から入射した光を出光面24に放出するための光路変換手段23が形成されている。
【0010】
導光板20の上側には、出光面24から出射した光を導光板20の上側に拡散させるための複数個のプリズム形状構造体30が設けられている。プリズム形状構造体30は、接着層31によって導光板20の上側に固定されている。
【0011】
線光源10から導光板20に入射した光は、光路変換手段23によって導光板20の出光面24に放出され、接着層31を通過してプリズム形状構造体30によって導光板20の上側に拡散する。
【0012】
しかし、プリズム形状構造体30が接着層31によって導光板20の上側に固定されているため、プリズム形状構造体30に入射する光は、必ず接着層31を通過することとなる。接着層31は、光を干渉するため、光に影響を及ぼす。特に、接着層31の接着程度によって性能が左右されるので、性能の側面で、接着層31はない方が望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、前記問題点に鑑みたものであって、プリズム形状構造体と導光板とを一体に形成することによって性能を向上させた一体型導光板を備える一体型導光板及びそれを備えるバックライト装置と一体型導光板とを製造する方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
光源から入射した光を全反射して出光させる複数のプリズム形状構造体が一体に設けられており、前記プリズム形状構造体は、光が出射する上面の幅がその下面の幅より広く形成され、前記プリズムの終端面の形状が楕円形状を有し、前記プリズム形状構造体の上面には、光を拡散させる複数のディフューザが一体に形成されていることを特徴とする一体型導光板を提供する。
【0015】
また、光を全反射するプリズム形状構造体が一体に形成された一体型導光板の製造方法を提供する。この製造方法は以下の工程を含む。
(a)基板の上側に犠牲層を形成する工程と、
(b)前記犠牲層上に複数の開口ホールがパターン化されたマスクを配置し、前記マスク上に拡散板を配置し、前記開口ホールから下方に向けて紫外線が拡散されるように照射し、前記犠牲層をエッチングして所望のプリズム形状構造体の形状に成形する工程と、
(c)前記プリズム形状構造体の形状が成形された前記犠牲層上に材料を塗布して一体型導光板を成形する工程と、
(d)前記一体型導光板を前記犠牲層から分離する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、
前記犠牲層の厚さを調節し、プリズム形状構造体の上面の幅がその下面の幅より広くなるように前記プリズム形状構造体の形状を調整し、
前記(a)工程前に、前記基板上に複数のディフューザを形成する工程をさらに含む。
【発明の効果】
【0016】
本発明による一体型導光板を備えるバックライト装置は、第一に、プリズム形状構造体を導光板に一体型に形成することによって量産が可能であり、第二に、プリズム形状構造体と導光板とが一体型に形成されており、境界面がないので、光特性が向上し、第三に、犠牲層の厚さを調節することによってプリズム形状構造体を所望の形状に成形でき、第四に、プリズムの出射面にディフューザを形成することによって光特性を調節できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】従来の側面発光型バックライト装置を概略的に示す側面図である。
【図2】本発明の一実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図である。
【図3】本発明の他の実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図である。
【図4A】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4B】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4C】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4D】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4E】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4F】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図5】本発明の他の実施形態によるプリズムを形成するように紫外線を照射する方法を説明する断面図である。
【図6】プリズムの厚さを調節する他の方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【0019】
図2は、本発明の一実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図であり、図3は、本発明の他の実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図であり、図4A〜図4Fは、本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面であり、図5は、本発明の他の実施形態によるプリズムを形成するように紫外線を照射する方法を説明する断面図であり、図6は、プリズムの厚さを調節する他の方法を示す断面図である。
【0020】
図2に示すように、本発明の一実施形態によるバックライト装置100は、光を出射する光源110及び一体型導光板120を備える。
【0021】
光源110は、一体型導光板120の一側面122に設けられているが、必ずしもこれに限定されず、他側面や一体型導光板120の4面に設けることもできる。
【0022】
一体型導光板120は、導光板121の下側面に光路変換手段123が設けられており、その上側面には、光を全反射して上部に出光させる複数のプリズム形状構造体124が一体に形成されている。複数のプリズム形状構造体124は、その縦断面の形状が楕円形に形成されている。複数のプリズム形状構造体124それぞれの上面1242には、プリズム形状構造体124から出射した光を拡散させうる複数のディフューザ125が一体に形成されている。したがって、光源110から出射した光は、導光板121内に入射した後、光路変換手段123によってプリズム形状構造体124側に向かい、プリズム124を通過した光は、再び複数のディフューザ125を通過しつつさらに細密に広がる。
【0023】
複数のプリズム形状構造体124は、導光板121から光が入射する下面1241の幅W1は、出射面1242の幅W2より狭く形成されていることが望ましい。プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1と上面1242の幅W2とを形成する方法については後述する。
【0024】
光源110は、導光板121の一側面122に設けられている。光源110から出射した光は、導光板121の一側面122を通じて導光板121内に入射する。
【0025】
図3に示すように、本発明の他の実施形態によるバックライト装置200は、光を出射する光源210及び一体型導光板220を備える。
【0026】
光源210は、一体型導光板220の一側面222に設けられているが、必ずしもこれに限定されず、他側面や一体型導光板220の4面に設けることもできる。
【0027】
一体型導光板220は、導光板221の下側面に光路変換手段123が設けられており、その上側面には、光を全反射して出光させる複数のプリズム形状構造体124が一体に形成されている。複数のプリズム形状構造体224は、図2に示したプリズム形状構造体124とは異なり、その縦断面の形状が台形に形成されている。複数のプリズム形状構造体224それぞれの上面2242には、プリズム形状構造体224から出射した光を拡散させる複数のディフューザ225が一体に形成されている。したがって、光源210から出射した光は、導光板221内に入射した後、光路変換手段223によってプリズム形状構造体224側に向かい、プリズム形状構造体224を通過した光は、再びディフューザ225を通過しつつ、さらに細密に拡散する。
【0028】
複数のプリズム形状構造体224は、導光板221から光が入射する下面2241の幅W3は、その上面2242の幅W4より狭く形成されていることが望ましい。
【0029】
図2に示したように、本発明の一実施形態による一体型導光板120を製造する方法について、図4A〜図4Fを参照して説明する。
【0030】
図4Aに示すように、基板310上に複数のディフューザ320を形成する。基板310は、一般的に多く使われる酸化シリコン(SIO2)を使用することが望ましく、基板310上に複数のディフューザ320を形成する方法は、フォトリソグラフィを利用してフォトマスクを利用して紫外線を照射して露光し、露光された部分を現像液で現像して形成する。
【0031】
図4Bに示すように、複数のディフューザ320が形成された基板310上にフォトレジストを所定厚さに塗布して犠牲層330を形成する。このとき、犠牲層330の厚さtは、プリズム形状構造体124の厚さと密接な相関関係があるので、犠牲層330の厚さtを調節してプリズム形状構造体124の厚さを調節することができる。例えば、犠牲層330の厚さを厚くすることによりプリズム形状構造体124の厚さを厚くすることができ、犠牲層330の厚さを薄くすることでプリズム形状構造体124の厚さを薄くすることができる。
【0032】
図4Cに示すように、犠牲層330上に一定のパターンで複数の貫通ホール411が形成されたフォトマスク410を積層した後、紫外線(UV)をフォトマスク410上に照射する。これにより、紫外線(UV)は、複数の貫通ホール411のみを通過して犠牲層330に照射され、貫通ホール411が形成されていない位置に相当する犠牲層330には、紫外線が照射されない。このとき、マスク410の上側に拡散板420を設置して紫外線(UV)を拡散させることによって、複数の貫通ホール411を通過した紫外線が図4Cに示したように、縦断面が楕円形状に露光されて、複数の露光部分331を形成する。拡散板420を使用しない場合には、紫外線は貫通ホール411を垂直方向に通過するが、拡散板420を使用することにより、紫外線は、貫通ホール411を通過した後拡散して縦断面が楕円形状の照射領域が形成される。
【0033】
このように、露光された部分331の縦断面を楕円形に形成し、犠牲層330の厚さtを調整することにより、図2に示したように、プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1を上面1242の幅W2より狭く形成することができる。
【0034】
犠牲層330の厚さtを厚くし、紫外線を拡散させて照射すれば、図6に示したように、楕円形状または図示されていない円形に形成しうるが、この場合には、プリズム形状構造体124の下面1241及び上面1242それぞれの幅W1,W2を所望の寸法にできない。したがって、プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1が上面1242の幅W2より狭くなることを限度に犠牲層330を塗布して、その厚さtを調節することが望ましい。
【0035】
図4Dに示すように、複数の露光部分331を現像液でエッチングして除去することにより、露光部分331のフォトレジストが除去されて、複数のディフューザ320が露出することとなる。
【0036】
図4Eに示すように、複数のディフューザ320が露出された犠牲層330上に弾性力のある材料340を塗布して乾燥させる。それにより、弾性力のある材料340は、犠牲層330に形成された形状通りに成形される。このとき、弾性力のある材料340は、ポリジメチルシロキサン(PDMS:Polydimethylsiloxane)であることが望ましい。
【0037】
図4Fに示すように、図4Eの工程で成形された一体型導光板120を犠牲層330から分離する。このとき、一体型導光板120をなす材料は、それ自体に弾性力があるため、犠牲層330から分離することが容易である。分離した一体型導光板120は、導光板121に複数のプリズム形状構造体124が一体に形成されており、プリズム形状構造体124の上面1242には、複数のディフューザ125が一体に形成されている。
【0038】
一体型導光板120をなす材料は、それ自体が弾性力がある材料であるため、犠牲層330から分離されるまで弾性力を有すればよく、分離された後には、弾性力を有していなくてもよい。
【0039】
また、犠牲層330も弾性力のある材料で形成され、一体型導光板120をなす材料も、弾性力のある材料で形成しうる。このように犠牲層330と一体型導光板120とをなす材料も弾性力のある材料で形成すれば、一体型導光板120を犠牲層330から分離することがはるかに容易である。
【0040】
さらに、犠牲層330を弾性力のある材料で形成し、一体型導光板120を構成する材料は、弾性力のない材料(紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性材料、または熱により硬化する熱硬化性材料)を利用することができる。一体型導光板120を構成する材料が硬化しても、犠牲層330を構成する材料に弾性力があるため、一体型導光板120を犠牲層330から分離することが可能である。
【0041】
基板310と複数個の露光部分331が形成された犠牲層330とは、成形枠として利用して、図4Eの工程と図4Fの工程とを反復することによって、一体型導光板120を量産しうる。
【0042】
図5は、図3に示した本発明の他の実施形態による一体型導光板220を形成するための紫外線(UV)の照射方法を説明するものである。フォトマスク410の複数の貫通ホール411に対して、縦断面においてそれぞれ左右に傾いて対称となるように紫外線(UV)を照射する。それにより、紫外線(UV)は、傾きをもって貫通ホール411を通過する。図示されていないが、図面の前面側及び背面側でも、貫通ホール411に対して縦断面において対称となるように紫外線(UV)を照射する。それにより、露光された部分332の縦断面は、貫通ホール411の中心と通過し主面に垂直な中心線に関して対称形状である台形状となり、図3に示したように、プリズム形状構造体224の上面2242の幅W4は、下面2241の幅W3より広く形成されることとなる。
【0043】
図3に示した本発明の他の実施形態による一体型導光板220は、紫外線(UV)を貫通ホール411に対して傾きをもって照射するので、プリズム形状構造体224の上面2242の幅W4が下面2241の幅W3より常に広い。したがって、図2に示した本発明の一実施形態による一体型導光板220のように、犠牲層330の厚さを調節せずとも所望の形状に成形しうる。
【0044】
図6に示すように、図2に示した本発明の一実施形態による一体型導光板120を形成するために、図4Bの工程で犠牲層330の厚さを調節して、プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1及び上面1242の幅W2を調節する代わりに、露光部分331を完全な楕円形にした後に露光部分331に補充材335を充填して露光部分331の形状を所望の形状に成形する。
【0045】
このとき、補充材335の厚さt1は、プリズム形状構造体124の上面1242の幅W2を下面1241の幅W1より広く調節して形成する。
【0046】
本発明の一実施形態による一体型導光板120を形成するために、その他の工程は同一に適用しうる。
【0047】
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明しているが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明は、バックライト装置関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【0049】
100 バックライト装置
110 光源
120 一体型導光板
121 導光板
122 導光板の一側面
123 光路変換手段
124 プリズム形状構造体
125 ディフューザ
1241 入射面(下面)
1242 出射面(上面)
【技術分野】
【0001】
本発明は、バックライト装置及びその製造方法に係り、さらに詳細には、一体型導光板を備えるバックライト装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、バックライト装置は、液晶表示装置のような平面表示装置を照明するものであって、光源の位置によって直下方式と導光板方式とに区分される。導光板方式は、平板方式とウェッジ(くさび)方式とに分けられる。
【0003】
直下方式は、出光面の直下に光源を置いて面発光を可能にする方式であって、導光板方式に比べて複数個の光源を配置して輝度を向上させ、発光面を広くできるという長所があるが、消費電力が多くなり、薄型化する場合には、ランプ形状が投影されて均一度が非常に低くなるため、薄型化が難しいという短所がある。
【0004】
導光板方式は、光線を出光面方向に案内するための導光板を使用し、光源は、導光板の側面に配置した方式であって、光源の個数は、導光板の側面の長さに限定されるが、薄型化が可能であるという長所があるが、発光面全体に輝度を均一に分布させるための過程が直下方式に比べて複雑であるという短所がある。
【0005】
平板方式は、モニターや高輝度が必要な場合に使われるものであって、導光板の両側または4つの側面に光源を固定し、導光板を通過した光を液晶表示板側に投射するように構成される。このように、複数個の光源を導光板の側面に置いて輝度を向上させるためには、導光板の側面の厚さが均一である必要がある。
【0006】
ウェッジ方式は、ノート型PCのように電力消耗が制限される場合に複数個の光源を使用し難い装置に使われるものであって、光源入射部である一側面の幅のみを広くし、他面は狭くすることによって、バックライトユニットの重量を軽減することができる。
【0007】
導光板方式に使われる光源として線光源と点光源とを使用しうる。線光源は、両端部の電極が管内に設置される冷陰極蛍光ランプ(CCFL:ColdCathode Fluorescent Lamp)があり、点光源としては、発光ダイオード(LED:Light EmittingDiode)がある。CCFLは、強い白色光を放出でき、高輝度と高均一度とが得られ、大面積化の設計が可能であるという長所があるが、高周波交流信号によって作動し、作動温度範囲が狭いという短所がある。LEDは、輝度及び均一度の側面でCCFLに比べて性能が劣るが、直流信号によって作動し、寿命が長く、かつ作動温度範囲が広い。また、薄型化が可能であるという長所を有する。
【0008】
図1は、従来の側面発光型バックライト装置を概略的に示す側面図である。
【0009】
図1に示すように、導光板20の両側面21,22には、線光源10がそれぞれ設けられている。導光板20の下面23には、線光源10から入射した光を出光面24に放出するための光路変換手段23が形成されている。
【0010】
導光板20の上側には、出光面24から出射した光を導光板20の上側に拡散させるための複数個のプリズム形状構造体30が設けられている。プリズム形状構造体30は、接着層31によって導光板20の上側に固定されている。
【0011】
線光源10から導光板20に入射した光は、光路変換手段23によって導光板20の出光面24に放出され、接着層31を通過してプリズム形状構造体30によって導光板20の上側に拡散する。
【0012】
しかし、プリズム形状構造体30が接着層31によって導光板20の上側に固定されているため、プリズム形状構造体30に入射する光は、必ず接着層31を通過することとなる。接着層31は、光を干渉するため、光に影響を及ぼす。特に、接着層31の接着程度によって性能が左右されるので、性能の側面で、接着層31はない方が望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、前記問題点に鑑みたものであって、プリズム形状構造体と導光板とを一体に形成することによって性能を向上させた一体型導光板を備える一体型導光板及びそれを備えるバックライト装置と一体型導光板とを製造する方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
光源から入射した光を全反射して出光させる複数のプリズム形状構造体が一体に設けられており、前記プリズム形状構造体は、光が出射する上面の幅がその下面の幅より広く形成され、前記プリズムの終端面の形状が楕円形状を有し、前記プリズム形状構造体の上面には、光を拡散させる複数のディフューザが一体に形成されていることを特徴とする一体型導光板を提供する。
【0015】
また、光を全反射するプリズム形状構造体が一体に形成された一体型導光板の製造方法を提供する。この製造方法は以下の工程を含む。
(a)基板の上側に犠牲層を形成する工程と、
(b)前記犠牲層上に複数の開口ホールがパターン化されたマスクを配置し、前記マスク上に拡散板を配置し、前記開口ホールから下方に向けて紫外線が拡散されるように照射し、前記犠牲層をエッチングして所望のプリズム形状構造体の形状に成形する工程と、
(c)前記プリズム形状構造体の形状が成形された前記犠牲層上に材料を塗布して一体型導光板を成形する工程と、
(d)前記一体型導光板を前記犠牲層から分離する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、
前記犠牲層の厚さを調節し、プリズム形状構造体の上面の幅がその下面の幅より広くなるように前記プリズム形状構造体の形状を調整し、
前記(a)工程前に、前記基板上に複数のディフューザを形成する工程をさらに含む。
【発明の効果】
【0016】
本発明による一体型導光板を備えるバックライト装置は、第一に、プリズム形状構造体を導光板に一体型に形成することによって量産が可能であり、第二に、プリズム形状構造体と導光板とが一体型に形成されており、境界面がないので、光特性が向上し、第三に、犠牲層の厚さを調節することによってプリズム形状構造体を所望の形状に成形でき、第四に、プリズムの出射面にディフューザを形成することによって光特性を調節できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】従来の側面発光型バックライト装置を概略的に示す側面図である。
【図2】本発明の一実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図である。
【図3】本発明の他の実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図である。
【図4A】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4B】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4C】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4D】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4E】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図4F】本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面である。
【図5】本発明の他の実施形態によるプリズムを形成するように紫外線を照射する方法を説明する断面図である。
【図6】プリズムの厚さを調節する他の方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【0019】
図2は、本発明の一実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図であり、図3は、本発明の他の実施形態による一体型導光板を備えるバックライト装置を示す正面図であり、図4A〜図4Fは、本発明の一実施形態による一体型導光板を製作する方法を示す図面であり、図5は、本発明の他の実施形態によるプリズムを形成するように紫外線を照射する方法を説明する断面図であり、図6は、プリズムの厚さを調節する他の方法を示す断面図である。
【0020】
図2に示すように、本発明の一実施形態によるバックライト装置100は、光を出射する光源110及び一体型導光板120を備える。
【0021】
光源110は、一体型導光板120の一側面122に設けられているが、必ずしもこれに限定されず、他側面や一体型導光板120の4面に設けることもできる。
【0022】
一体型導光板120は、導光板121の下側面に光路変換手段123が設けられており、その上側面には、光を全反射して上部に出光させる複数のプリズム形状構造体124が一体に形成されている。複数のプリズム形状構造体124は、その縦断面の形状が楕円形に形成されている。複数のプリズム形状構造体124それぞれの上面1242には、プリズム形状構造体124から出射した光を拡散させうる複数のディフューザ125が一体に形成されている。したがって、光源110から出射した光は、導光板121内に入射した後、光路変換手段123によってプリズム形状構造体124側に向かい、プリズム124を通過した光は、再び複数のディフューザ125を通過しつつさらに細密に広がる。
【0023】
複数のプリズム形状構造体124は、導光板121から光が入射する下面1241の幅W1は、出射面1242の幅W2より狭く形成されていることが望ましい。プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1と上面1242の幅W2とを形成する方法については後述する。
【0024】
光源110は、導光板121の一側面122に設けられている。光源110から出射した光は、導光板121の一側面122を通じて導光板121内に入射する。
【0025】
図3に示すように、本発明の他の実施形態によるバックライト装置200は、光を出射する光源210及び一体型導光板220を備える。
【0026】
光源210は、一体型導光板220の一側面222に設けられているが、必ずしもこれに限定されず、他側面や一体型導光板220の4面に設けることもできる。
【0027】
一体型導光板220は、導光板221の下側面に光路変換手段123が設けられており、その上側面には、光を全反射して出光させる複数のプリズム形状構造体124が一体に形成されている。複数のプリズム形状構造体224は、図2に示したプリズム形状構造体124とは異なり、その縦断面の形状が台形に形成されている。複数のプリズム形状構造体224それぞれの上面2242には、プリズム形状構造体224から出射した光を拡散させる複数のディフューザ225が一体に形成されている。したがって、光源210から出射した光は、導光板221内に入射した後、光路変換手段223によってプリズム形状構造体224側に向かい、プリズム形状構造体224を通過した光は、再びディフューザ225を通過しつつ、さらに細密に拡散する。
【0028】
複数のプリズム形状構造体224は、導光板221から光が入射する下面2241の幅W3は、その上面2242の幅W4より狭く形成されていることが望ましい。
【0029】
図2に示したように、本発明の一実施形態による一体型導光板120を製造する方法について、図4A〜図4Fを参照して説明する。
【0030】
図4Aに示すように、基板310上に複数のディフューザ320を形成する。基板310は、一般的に多く使われる酸化シリコン(SIO2)を使用することが望ましく、基板310上に複数のディフューザ320を形成する方法は、フォトリソグラフィを利用してフォトマスクを利用して紫外線を照射して露光し、露光された部分を現像液で現像して形成する。
【0031】
図4Bに示すように、複数のディフューザ320が形成された基板310上にフォトレジストを所定厚さに塗布して犠牲層330を形成する。このとき、犠牲層330の厚さtは、プリズム形状構造体124の厚さと密接な相関関係があるので、犠牲層330の厚さtを調節してプリズム形状構造体124の厚さを調節することができる。例えば、犠牲層330の厚さを厚くすることによりプリズム形状構造体124の厚さを厚くすることができ、犠牲層330の厚さを薄くすることでプリズム形状構造体124の厚さを薄くすることができる。
【0032】
図4Cに示すように、犠牲層330上に一定のパターンで複数の貫通ホール411が形成されたフォトマスク410を積層した後、紫外線(UV)をフォトマスク410上に照射する。これにより、紫外線(UV)は、複数の貫通ホール411のみを通過して犠牲層330に照射され、貫通ホール411が形成されていない位置に相当する犠牲層330には、紫外線が照射されない。このとき、マスク410の上側に拡散板420を設置して紫外線(UV)を拡散させることによって、複数の貫通ホール411を通過した紫外線が図4Cに示したように、縦断面が楕円形状に露光されて、複数の露光部分331を形成する。拡散板420を使用しない場合には、紫外線は貫通ホール411を垂直方向に通過するが、拡散板420を使用することにより、紫外線は、貫通ホール411を通過した後拡散して縦断面が楕円形状の照射領域が形成される。
【0033】
このように、露光された部分331の縦断面を楕円形に形成し、犠牲層330の厚さtを調整することにより、図2に示したように、プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1を上面1242の幅W2より狭く形成することができる。
【0034】
犠牲層330の厚さtを厚くし、紫外線を拡散させて照射すれば、図6に示したように、楕円形状または図示されていない円形に形成しうるが、この場合には、プリズム形状構造体124の下面1241及び上面1242それぞれの幅W1,W2を所望の寸法にできない。したがって、プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1が上面1242の幅W2より狭くなることを限度に犠牲層330を塗布して、その厚さtを調節することが望ましい。
【0035】
図4Dに示すように、複数の露光部分331を現像液でエッチングして除去することにより、露光部分331のフォトレジストが除去されて、複数のディフューザ320が露出することとなる。
【0036】
図4Eに示すように、複数のディフューザ320が露出された犠牲層330上に弾性力のある材料340を塗布して乾燥させる。それにより、弾性力のある材料340は、犠牲層330に形成された形状通りに成形される。このとき、弾性力のある材料340は、ポリジメチルシロキサン(PDMS:Polydimethylsiloxane)であることが望ましい。
【0037】
図4Fに示すように、図4Eの工程で成形された一体型導光板120を犠牲層330から分離する。このとき、一体型導光板120をなす材料は、それ自体に弾性力があるため、犠牲層330から分離することが容易である。分離した一体型導光板120は、導光板121に複数のプリズム形状構造体124が一体に形成されており、プリズム形状構造体124の上面1242には、複数のディフューザ125が一体に形成されている。
【0038】
一体型導光板120をなす材料は、それ自体が弾性力がある材料であるため、犠牲層330から分離されるまで弾性力を有すればよく、分離された後には、弾性力を有していなくてもよい。
【0039】
また、犠牲層330も弾性力のある材料で形成され、一体型導光板120をなす材料も、弾性力のある材料で形成しうる。このように犠牲層330と一体型導光板120とをなす材料も弾性力のある材料で形成すれば、一体型導光板120を犠牲層330から分離することがはるかに容易である。
【0040】
さらに、犠牲層330を弾性力のある材料で形成し、一体型導光板120を構成する材料は、弾性力のない材料(紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性材料、または熱により硬化する熱硬化性材料)を利用することができる。一体型導光板120を構成する材料が硬化しても、犠牲層330を構成する材料に弾性力があるため、一体型導光板120を犠牲層330から分離することが可能である。
【0041】
基板310と複数個の露光部分331が形成された犠牲層330とは、成形枠として利用して、図4Eの工程と図4Fの工程とを反復することによって、一体型導光板120を量産しうる。
【0042】
図5は、図3に示した本発明の他の実施形態による一体型導光板220を形成するための紫外線(UV)の照射方法を説明するものである。フォトマスク410の複数の貫通ホール411に対して、縦断面においてそれぞれ左右に傾いて対称となるように紫外線(UV)を照射する。それにより、紫外線(UV)は、傾きをもって貫通ホール411を通過する。図示されていないが、図面の前面側及び背面側でも、貫通ホール411に対して縦断面において対称となるように紫外線(UV)を照射する。それにより、露光された部分332の縦断面は、貫通ホール411の中心と通過し主面に垂直な中心線に関して対称形状である台形状となり、図3に示したように、プリズム形状構造体224の上面2242の幅W4は、下面2241の幅W3より広く形成されることとなる。
【0043】
図3に示した本発明の他の実施形態による一体型導光板220は、紫外線(UV)を貫通ホール411に対して傾きをもって照射するので、プリズム形状構造体224の上面2242の幅W4が下面2241の幅W3より常に広い。したがって、図2に示した本発明の一実施形態による一体型導光板220のように、犠牲層330の厚さを調節せずとも所望の形状に成形しうる。
【0044】
図6に示すように、図2に示した本発明の一実施形態による一体型導光板120を形成するために、図4Bの工程で犠牲層330の厚さを調節して、プリズム形状構造体124の下面1241の幅W1及び上面1242の幅W2を調節する代わりに、露光部分331を完全な楕円形にした後に露光部分331に補充材335を充填して露光部分331の形状を所望の形状に成形する。
【0045】
このとき、補充材335の厚さt1は、プリズム形状構造体124の上面1242の幅W2を下面1241の幅W1より広く調節して形成する。
【0046】
本発明の一実施形態による一体型導光板120を形成するために、その他の工程は同一に適用しうる。
【0047】
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明しているが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明は、バックライト装置関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【0049】
100 バックライト装置
110 光源
120 一体型導光板
121 導光板
122 導光板の一側面
123 光路変換手段
124 プリズム形状構造体
125 ディフューザ
1241 入射面(下面)
1242 出射面(上面)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源から入射した光を全反射して出光させる複数のプリズム形状構造体が一体に設けられており、
前記プリズム形状構造体は、
光が出射する上面の幅がその下面の幅より広く形成され、
前記プリズムの終端面の形状が楕円形状を有し、
前記プリズム形状構造体の上面には、光を拡散させる複数のディフューザが一体に形成されていることを特徴とする一体型導光板。
【請求項2】
前記プリズム形状構造体は、弾性材質で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項3】
前記弾性材質は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)であることを特徴とする請求項2に記載の一体型導光板。
【請求項4】
前記プリズム形状構造体は、硬化材質で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項5】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、楕円形であることを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項6】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、台形であることを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項7】
光源と、請求項1に記載の一体型導光板と、を備えることを特徴とするバックライト装置。
【請求項8】
前記プリズム形状構造体は、弾性材質で形成されたことを特徴とする請求項7に記載のバックライト装置。
【請求項9】
前記弾性材質は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)であることを特徴とする請求項8に記載のバックライト装置。
【請求項10】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、楕円形であることを特徴とする請求項7に記載のバックライト装置。
【請求項11】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、台形であることを特徴とする請求項7に記載のバックライト装置。
【請求項12】
光を全反射するプリズム形状構造体が一体に形成された一体型導光板の製造方法において、
(a)基板の上側に犠牲層を形成する工程と、
(b)前記犠牲層上に複数の開口ホールがパターン化されたマスクを配置し、前記マスク上に拡散板を配置し、前記開口ホールから下方に向けて紫外線が拡散されるように照射し、前記犠牲層をエッチングして所望のプリズム形状構造体の形状に成形する工程と、
(c)前記プリズム形状構造体の形状が成形された前記犠牲層上に材料を塗布して一体型導光板を成形する工程と、
(d)前記一体型導光板を前記犠牲層から分離する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、
前記犠牲層の厚さを調節し、プリズム形状構造体の上面の幅がその下面の幅より広くなるように前記プリズム形状構造体の形状を調整し、
前記(a)工程前に、前記基板上に複数のディフューザを形成する工程をさらに含むことを特徴とする一体型導光板の製造方法。
【請求項13】
前記(b)工程で、
前記犠牲層をエッチングし、エッチングされた部分を一部充填してプリズム形状構造体の厚さを調節することを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項14】
前記(b)工程で、
前記犠牲層に成形される前記プリズムの縦断面の形状を楕円形状にすることを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項15】
前記(b)工程で、
前記開口ホールから下方に向けて広がるとともに縦断面形状が前記開口ホールの中心を通り主面に垂直な中心線に対して対称となるように紫外線を照射することにより、前記犠牲層に形成される前記プリズムの縦断面を台形形状にすることを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項16】
前記犠牲層をなす材料は、硬化性であり、前記一体型導光板をなす材料は、弾性力のある材質で形成されたことを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項17】
前記犠牲層をなす材料と一体型導光板をなす材料とは、弾性力のある材質で形成されたことを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項18】
前記犠牲層をなす材料は、弾性力のある材質であり、前記一体型導光板をなす材料は、硬化性であることを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項1】
光源から入射した光を全反射して出光させる複数のプリズム形状構造体が一体に設けられており、
前記プリズム形状構造体は、
光が出射する上面の幅がその下面の幅より広く形成され、
前記プリズムの終端面の形状が楕円形状を有し、
前記プリズム形状構造体の上面には、光を拡散させる複数のディフューザが一体に形成されていることを特徴とする一体型導光板。
【請求項2】
前記プリズム形状構造体は、弾性材質で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項3】
前記弾性材質は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)であることを特徴とする請求項2に記載の一体型導光板。
【請求項4】
前記プリズム形状構造体は、硬化材質で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項5】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、楕円形であることを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項6】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、台形であることを特徴とする請求項1に記載の一体型導光板。
【請求項7】
光源と、請求項1に記載の一体型導光板と、を備えることを特徴とするバックライト装置。
【請求項8】
前記プリズム形状構造体は、弾性材質で形成されたことを特徴とする請求項7に記載のバックライト装置。
【請求項9】
前記弾性材質は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)であることを特徴とする請求項8に記載のバックライト装置。
【請求項10】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、楕円形であることを特徴とする請求項7に記載のバックライト装置。
【請求項11】
前記プリズム形状構造体の縦断面は、台形であることを特徴とする請求項7に記載のバックライト装置。
【請求項12】
光を全反射するプリズム形状構造体が一体に形成された一体型導光板の製造方法において、
(a)基板の上側に犠牲層を形成する工程と、
(b)前記犠牲層上に複数の開口ホールがパターン化されたマスクを配置し、前記マスク上に拡散板を配置し、前記開口ホールから下方に向けて紫外線が拡散されるように照射し、前記犠牲層をエッチングして所望のプリズム形状構造体の形状に成形する工程と、
(c)前記プリズム形状構造体の形状が成形された前記犠牲層上に材料を塗布して一体型導光板を成形する工程と、
(d)前記一体型導光板を前記犠牲層から分離する工程と、
を含み、
前記(a)工程で、
前記犠牲層の厚さを調節し、プリズム形状構造体の上面の幅がその下面の幅より広くなるように前記プリズム形状構造体の形状を調整し、
前記(a)工程前に、前記基板上に複数のディフューザを形成する工程をさらに含むことを特徴とする一体型導光板の製造方法。
【請求項13】
前記(b)工程で、
前記犠牲層をエッチングし、エッチングされた部分を一部充填してプリズム形状構造体の厚さを調節することを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項14】
前記(b)工程で、
前記犠牲層に成形される前記プリズムの縦断面の形状を楕円形状にすることを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項15】
前記(b)工程で、
前記開口ホールから下方に向けて広がるとともに縦断面形状が前記開口ホールの中心を通り主面に垂直な中心線に対して対称となるように紫外線を照射することにより、前記犠牲層に形成される前記プリズムの縦断面を台形形状にすることを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項16】
前記犠牲層をなす材料は、硬化性であり、前記一体型導光板をなす材料は、弾性力のある材質で形成されたことを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項17】
前記犠牲層をなす材料と一体型導光板をなす材料とは、弾性力のある材質で形成されたことを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【請求項18】
前記犠牲層をなす材料は、弾性力のある材質であり、前記一体型導光板をなす材料は、硬化性であることを特徴とする請求項12に記載の一体型導光板の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図5】
【図6】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図5】
【図6】
【公開番号】特開2013−101973(P2013−101973A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2013−24143(P2013−24143)
【出願日】平成25年2月12日(2013.2.12)
【分割の表示】特願2007−197793(P2007−197793)の分割
【原出願日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung−ro,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do,Republic of Korea
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成25年2月12日(2013.2.12)
【分割の表示】特願2007−197793(P2007−197793)の分割
【原出願日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung−ro,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do,Republic of Korea
【Fターム(参考)】
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